共轭烯烃的sigma键能否旋转?

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取决于温度 如1,3-丁二烯,形成离域大∏(4,4)键,可以通过分子轨道理论计算各键的键级 C2-C3的键级大概在1.2x左右(具体数值忘了),带有一定的双键属性 然后可以计算其键能,减去C-C单键键能,就是0.2x级双键的键能 这样,在顺/反之间就存在一个翻转能垒ΔE,但是不是很高 在低温时,分子热运动的整体热动能(约在3RT量级,其中分子整体平移动能1.5RT、整体转动动能1.5RT,不包括分子内原子间的相对运动动能) 不足以克服C2-C3键的翻转能垒ΔE,因此存在顺/反异构体,可以分离得到 随着温度升高,分子间的热运动越来越剧烈,碰撞时的热动能传递给分子 足够可以克服C2-C3键之间的翻转能垒,因此两种异构体达到平衡,无法分离 针对每一个能垒ΔE,存在一个特征解冻温度T=ΔE/3R 高于此温度,该自由度(如C-C单键旋转)解冻;低于此温度,该自由度冻结。 1,3-丁二烯中,C2-C3键的解冻温度低于室温,因此在室温时可以自由旋转 即使是C1=C2双键,也存在旋转解冻温度,但一般来说很高(近千度) 高于此温度,阻碍自由旋转的π键也断裂,C=C双键中变成C-C单键 而且C=C双键的键能接近C-C单键的键能,表明π键键能仅略低于σ键键能 当温度高到使得π键断裂时,σ键也接近断裂,有机分子接近分解

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