基本介紹
- 中文名：構型
- 外文名：configuration
- 定義：特有的固定的空間排列
- 別稱：分子的空間結構
- 學科：化學
- 套用：結構化學
基本概念,分類,順反異構,對映異構,相關概念,構象,分子內張力,
基本概念
構型：分子中由於各原子或基團間特有的固定的空間排列方式不同而使它呈現出不同的特定的立體結構，如D-甘油醛與L-甘油醛，D-葡萄糖和L葡萄糖是鏈狀葡萄糖的兩種構型，a-D-葡萄糖和b-D-葡萄糖是環狀葡萄糖的兩種構型。
由於共價鍵具有方向性，所以每個分子具有一定的幾何構型，一個分子的三維形狀可以用電子疇理論ED預測。價電子傾向於與反旋電子配對，這種配對成為電子疇。電子疇理論討論的是對某一個給定原子最外圍電子在幾何空間的分布以及電子與其他參與成鍵的院子的電子配對情況。有兩類電子疇。成鍵電子疇和非成鍵電子疇。
分類
構型（configuration）指分子內原子或基團在空間“固定”排列關係，分為：順反異構，旋光異構二種。
順反異構
由於雙鍵或環的存在，使得旋轉發生困難，而引起的異構現象。
命名：順、反 （Cis，Syn-；Trans， Anti）。 現在用 “Z”， “E”表示。
Z：Zusammen 二個大的基團都在一側（相當於順） E：Entgegen 二個大的基團分在兩側 （相當於反）
關於C=N和N=N雙鍵的命名
含C=N雙鍵的化合物主要是指醛肟和酮肟（醛或酮與羥胺NH2OH反應得到）
孤對電子的序數為“0”。
文獻上，現在還沿用順、反命名。把-OH，-H在一側的叫順式，Cis-，Syn-；把-OH，-H在兩側的叫反式，Trans-，Anti-。
N=N雙鍵也用順反命名：一般反式穩定，減少了基團間的排斥作用。
（反式對稱性好，分子排列更為緊密、有序，有較高的熔點，較低的溶解度（在水中，因極性小），燃燒熱、氫化熱比順式低。
對於環狀化合物仍用順反而不用E、Z，把環看成是一個平面的，取代基團在同一側的為順式。 如果有三個以上時，選一個參考基，用小寫r（reference group）表示，再和別的取代基比較與之關係。
對映異構
手性分子（chiral molecule）、手性碳，從上世紀七十年代起廣泛使用，能夠使平面偏振光向左或向右旋的物質稱為旋光性物質（或光活性物質）。
手性分子是指一個分子與其鏡象不能重合。 手性分子一定是光活性物質。
對映異構體：二個互為鏡象，但不能重合，是二種不同化合物。旋光能力相同，但方向相反，如同左、右手。
考察一個分子是否為手性分子，可以從有無手性碳出發，但是最根本是要看分子對稱性來考察。
符合手性分子的充要條件：
①無對稱面； ②無對稱中心； ③無交換對稱軸。
三者不可缺一，但一般說來，只要求分子是否有對稱面或對稱中心即可了。（注意：對稱軸不能作為判據。）
手性（chiral）在醫藥、農藥、食品添加劑、香料等領域需求越來越多。手性液晶材料、手性高分子材料具有獨特的理化性能，成為特殊的器件材料。一個新興的高新技術產業-手性技術（chirotechnology）正在悄然興起。
相關概念
構象
由於分子中的某個原子（基團）繞C-C單鍵自由旋轉而形成的不同的暫時性的易變的空間結構形式，不同的構象之間可以相互轉變，在各種構象形式中，勢能最低、最穩定的構象是優勢構象。
構型和構象在有機合成、天然產物、生物化學等研究領域非常重要。例如六六六有九種順反異構體，其中只有γ-異構體具有殺蟲活性。
人體需要多種胺基酸，其中只有L-型具有活性作用。
單鍵旋轉能壘一般為3～10千卡/摩爾，在室溫下熱運動可以越過此能壘，各種構象迅速互變，分子在某一構象停留時間很短（﹤10-6秒），因此不可能將某一個構象分離出來。
研究構象對於了解化合物結構、反應歷程和反應取向等方面非常重要。 許多分子呈現有張力，就是由於非理想幾何形狀造成的。分子將儘可能利用鍵角或鍵長的改變使能量達到最低值，就是說一個分子總是要採取使其能量為最低的幾何形狀。
分子內張力
空間張力=成鍵張力（單鍵伸長或縮短）+鍵角張力+扭轉張力+非鍵張力
分子內張力是上述四種張力之和。
1、 角張力（亦稱Baeger張力）：它是由於正常鍵角改變產生的。
2、 鍵張力：是由鍵的伸縮使正常鍵長改變而產生的張力。
3、扭轉張力（pitzer張力）：它是由於優勢構象二面角改變而產生的張力。兩個連線四面體碳原子，他們都傾向於成為交叉式，與交叉式任何偏差都會引起一定張力，希望恢復到交叉式的最穩狀態，這種張力就是扭轉張力。
4、非鍵張力（范德華張力）：非鍵合的原子或基團相互作用。
在小環化合物中（3～4元環）主要存在有角張力；普通環（5～7元環）各種張力都不顯著，6元環無角張力、無扭轉張力。 在中環（8～11元環）主要存有跨環張力。在大部分環狀化合物中（除大環外）大部分存在扭轉張力。
