烷烴、命名與構象

直立鍵與平伏鍵

在椅式環己烷上,每個環碳都伸出兩根向外的鍵,而它們並不等同。一根筆直朝上或朝下,平行於一根穿過環的假想豎軸——那是直立位(axial,豎鍵)。另一根向外、略帶傾斜地伸出,像帽簷一樣沿環的「赤道」散開——那是平伏位(equatorial,橫鍵)。想像一個地球儀:直立鍵指向兩極,平伏鍵則靠近赤道。

繞環走一圈,這兩個位置交替出現:上直立、下直立、上直立……所以相鄰碳上的直立鍵交替朝上、朝下。每個碳的兩根鍵,一根直立、一根平伏;在任一個碳上,直立鍵和平伏鍵指向相反的面(若直立朝上,平伏就略向下傾,反之亦然)。這套幾何由椅式的形狀所固定,在你今後畫的每一個椅式上都一樣。

對取代基而言,這一區分極其要緊。平伏基團伸進開闊空間,遠離環的其餘部分,因而寬敞舒適。直立基團朝上越過(或朝下鑽到)環面,會和同一面上其他的直立基團相互擁擠。所以大塊的取代基強烈偏愛平伏位,而這單一偏好——平伏寬敞、直立侷促——主導著每一個帶取代基的六元環的構象,往往也主導其反應性。

在甲基環己烷中,甲基強烈偏愛平伏位;平伏椅式比直立椅式約穩定 7.5 千焦/莫耳,所以約 95% 的分子取平伏。

平伏 = 寬敞、受偏愛;直立 = 被同一面上其他直立基團擠迫。

「平伏」並不等於「在環平面內」——它也會略微上傾或下傾。而且直立與平伏是一種構象上的選擇(由椅式決定),並非固定的順反關係。

又稱
axial bondequatorial bonda and e positions竖键与横键直立位与平伏位