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Tutorial MenueAtombau und Chemische BindungLerneinheit 8 von 11

Chemische Bindung: Konjugierte Doppelbindungen

Chemische Bindung: Torsion der C2-C3-Bindung in Butadien

Aufgrund der unterschiedlichen Überlappung der Orbitale an C2 und C3 liegt die Vermutung nahe, dass die Rotation um die Bindungsachse sich von der eines Alkans und eines Alkens unterscheidet. Deshalb sind in der folgenden Tabelle die Aktivierungsenergie und der Energieunterschied der Isomere für Butan, 2-Buten und Butadien angegeben.

Abb.1
Tab.1
Torsionsbarrieren verschiedener Bindungstypen
Butan 2-Buten Butadien
Mouse
Abb.
anti
Mouse
Abb.
trans
Mouse
Abb.
s-trans
Mouse
Abb.
gauche
Mouse
Abb.
cis
Mouse
Abb.
s-cis
Ea = 19,7 kJmol-1 Ea = 259,0 kJmol-1 Ea = 28,0 kJmol-1
ΔH° = 3,8 kJmol-1 ΔH° = 3,6 kJmol-1 ΔH° = 11,7 kJmol-1

Die Rotationsbarriere im Butadien ist um etwa 8 kJmol-1 größer als die im Butan. Bei der Rotation um die C2-C3-Bindung wird nur die partielle π-Bindung zwischen diesen beiden Zentren gestört. Bei der Umwandlung von cis-Buten in trans-Buten hingegen wird eine vollständige π-Bindung aufgebrochen. Die Rotationsbarriere ist hier wesentlich höher.

Der Energieunterschied der beiden Konformere ist allerdings im Butadien aussergewöhnlich hoch. Dafür ist eine sterische Hinderung verantwortlich. In der s-cis-Konformation kommen sich zwei endständige Wasserstoffe sehr nahe.

Mouse
Abb.2
s-cis-Butadien
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