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Normalerweise erwartet man, daß die trans-Form stabiler ist, weil die beiden F-Atome dann weiter voneinander entfernt sind und daher die Abstoßung minimieren. Bei Diazen N₂H₂ und seinen organischen Derivaten (Diazo-Verbindungen R₁–N=N–R₂) stimmt diese Faustregel auch.
Aber Fluor ist komisch. Ich kann Dir nicht sagen, warum das so ist (kleiner Radius? näherungsweise parallele Bindungsmomente? waddafack?), aber ich kenne zufälligerweise das Beispiel der 1,2-Dihalogenethane CH₂X–CH₂X. Die liegen typischerweise genauso wie Butan in einer antiperiplanaren Konformation („transoid“) vor, mit einem X–C–C–X-Diederwinkel von genau 180°. Beim Fluor und nur beim Fluor ist die synclinale Konfiguration praktisch gleich stabil wie die antiperiplanare — deshalb liegt die Mehrzahl der CH₂F–CH₂F-Moleküle in einer „cisoiden“ Konformation vor, bei der der F–C–C–F-Diederwinkel ungefähr ±60° beträgt.
Ja, so kommt das Drittel zusammen. Aber es ist nicht offensichtlich, warum die gauche (synclinale) und anti (antiperiplanare) Konformation gleiche Energie haben sollten — beim Chlor liegen sie ca. 9 kJ/mol auseinander, bei den schwereren Halogenen noch mehr. Beim Butan sind es immerhin noch 4 kJ/mol.
mMn einfach nur, weil das FluorAtom vergleichsweise klein ist
hmm, das sie günstiger sein soll, wundert mich jetzt auch etwas.
Ich hätte eher gedacht, dass der Unterschied nicht soo groß ist, weil das FluorAtom eher klein ist und es so kaum zu einer sterischen Hinderung kommen kann, anders als bei ChlorAtomen oder AlkylGruppen.
Wikipedia (die wahrscheinliche Quelle des Fragestellers) zitiert hierfür ein Lehrbuch - da wäre interessant, woher dieses wiederum seine Werte hat.
Was mich auch überrascht, ist, dass die Dichte eines der Isomeren (cis) mehr als anderthalb mal so groß sein soll wie die des anderen (trans).
... Bin mal den Links gefolgt. Bei WebElements ist auch das cis-Isomer mit einer Dichte von 2,9*10^-3 kg/m^3 eingetragen.
Was es für mich umso interessanter macht, auch im zitierten Lehrbuch selbst nachzulesen, ob der Autor des Wikipedia-Artikels auch hier einen Abschreibfehler gemacht hat.
Trotzdem ist ein F-Atom noch größer als ein doppelt besetztes Orbital ;)
hmm, also in Sauerstoffdifluorid ist der Bindungswinkel nur 103° groß, kleiner als im WasserMolekül, weil die Abstoßung der freien Elektronenpaare so groß ist.
Das voll besetzte freie Orbital des Stickstoff muß dafür größer sein als das praktisch leere bindendende Orbital mit Fluor.
Ist das dann nicht einfach Ststistik? Bei 3 energetisch ähnlichen Konformeren ist nur eine in anti Position, aber zwei in gauche Position.