КОНФОРМАЦИИ МОЛЕКУЛЫ

КОНФОРМАЦИИ МОЛЕКУЛЫ

КОНФОРМА́ЦИИ МОЛЕ́КУЛЫ (от лат. conformatio — форма, расположение), различные пространственные формы, принимаемые молекулами в результате свободного вращения отдельных фрагментов вокруг простых связей (см. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ), изгиба связей, происходящие при сохранении неизменными порядка химической связи атомов (химического строения), длины связей и валентных углов. Т. е. конформацией молекулы называется такое распределение, которое может непрерывным или дискретным образом меняться без химических реакций. Соединения, отличающиеся только конформацией, называются поворотными изомерами (см. ИЗОМЕРИЯ МОЛЕКУЛ) (конформерами).
Существование конформации обусловлено пространственным взаимодействием (например, отталкиванием, притяжением, образованием водородных связей) не связанных между собой заместителей, в том числе и атомов водорода. Простейшая молекула, имеющая конформации — молекула перекиси водорода, в которой неодинаковое взаимное расположение атомов возникает при вращении вокруг связи О — О. Различие конформаций может определяться изменением нескольких, иногда многих, углов вращения вокруг связей. Наиболее типичными видами конформации молекулы считаются поворотные изомеры (ротамеры), возникающие при вращении вокруг одинарных связей. Такие ротамеры существуют в молекуле бутана.
В отличие от геометрических и оптических изомеров (см. ИЗОМЕРИЯ МОЛЕКУЛ), конформеры при обычных условиях легко переходят друг в друга без разрыва связей и поэтому их нельзя изолировать. Молекулы органических соединений обычно существуют в виде смеси находящихся в равновесии конформеров, среди которых преобладают энергетически наиболее выгодные, т. е. обладающие наименьшей энергией. Конформационное состояние молекул влияет на физические свойства веществ, на направление и скорость их химических превращений. В каждый момент форма макромолекулы, как и конфигурация, может быть описана пространственным распределением атомов и атомных групп, постоянными значениями валентных углов и переменными ориентациями валентных связей.
Наиболее распространенные физические методы изучения конформаций молекул в растворе основаны на измерении вязкости и исследовании рассеяния света.
Изучением потенциальной поверхности молекул и взаимопревращений конформеров с помощью различных теоретических и экспериментальных методов занимается конформационный анализ, использующий методы ИК-спектроскопии, комбинационного рассеяния, ядерного магнитного резонанса, поглощения ультразвука и др. Знание конформации молекул и потенциальной поверхности важно для понимания и предсказания свойств молекул.