直鎖のアルカンの安定な構造

質問

参考書に
「直鎖のアルカンの安定な構造は直線方向に伸びているのではなく、意外にも少し山なりになっているといわれている」
と書かれていたのですが、その理由がわかりません。
色々あたってみたのですが載っていないんです。
考えられる理由としてどのようなことが考えられるのでしょう。気になって気持ち悪いです。どなたか教えてくれませんか？

回答No.1

noname#21649 · ベストアンサー

アルカンはたしか．SP3混成軌道の炭素が飽和で結合した状態だと思いますが．間違っていたらばごめんなさい。

SP3混成軌道ですからC-C-C結合は．１０７度（記憶があいまい．１２０度や１８０度ではないとしか覚えていないので．詳しい数値は化学便覧を引いてください）です。従って．軌道のひずみがないように炭素を並べると
へへへへへへへへ
という感じに並びます（安定にする為に各炭素が他の炭素からより離れるように配置してください）。ただ．分子といえどもある程度の原子間振動をおこしています（赤外吸収スペクトルを参照）から．このようなほぼ直線よりも多少丸まった形のほうが安定します（乱雑さが増える方向へ変化するため）。
ということで
へへへへへへへへ
がちょっと丸まったほうがほぼ真っ直ぐ並んだ形よりも．乱雑さが高くより安定します。

回答No.2

psa29

直鎖のアルカンはＣ－Ｃ結合が１重結合なので自由に回転します。
アルカン中に含まれる全てのＣ－Ｃ結合がトランスの位置関係になると直線的に伸びた事になりますが、一つでもゴーシュの位置の結合が存在するとそこで折れ曲がってしまいます。Ｃ－Ｃ結合は熱運動で回転しているわけですから、全てがトランスと言うよりも、Ｃ－Ｃ結合の数が多くなればなるほど、確率的にゴーシュも存在してしまい、結果的に少し丸まった形になります。エントロピーが関与するのです。
ゴムも金属も弾性体ですが、ゴムは金属に比べ大きく伸びます。これも、アルカンが丸まるという、同じ理由で伸ばした物が（力を加えて分子を直線的に伸ばされた物がエントロピーを増加しようとして）縮むのです。
（金属はエンタルピー弾性、ゴムはエントロピー弾性）