邻位交叉式与反式构象

乙烷唯一要操心的是扭转张力，因为它外围的原子全是相同的氢。丁烷加了一道难题：它中央的 C-C 键两端各有一个大块头的甲基，于是现在要紧的不仅是键是否重叠，还有这两个大甲基靠得多近。沿那根中央键作纽曼投影来看，两个甲基可以处在各种角度，其中三个交叉式排布格外突出。

当两个甲基指向相反方向、相距 180 度时，那是反式构象（anti）——甲基尽可能远离，是能量最低、占比最多的形状。把一个碳转 60 度，两甲基便相距 60 度：那是邻位交叉式构象（gauche）。邻位交叉式仍是交叉式，所以没有扭转张力，但它能量略高（约比反式高 3.8 千焦/摩尔），因为两个甲基此时已近到会相互碰撞——这种拥挤就是位阻张力（steric strain）。

所以丁烷有两个深浅不同的交叉式谷（反式更深、邻位交叉更浅），中间隔着重叠式的山，最高的那座山是两个甲基彼此重叠之处。室温下一份丁烷是一种混合物，大多为反式，外加可观的一部分邻位交叉式。反式与邻位交叉的平衡，是各处位阻推理的原型：大基团偏爱彼此远离，而这单一偏好塑造了环的构象、反应的选择性，以及长链的折叠。