立体效应是我们许多化学故事的核心。与原子和分子如何占据空间联系起来,意味着立体效应在直觉上是令人满意的——你可以想象出化学场景。但即使空间位阻理论正确地预测了一个结果或趋势,这并不意味着空间位阻效应就是原因。有时候你会因为错误的原因得到正确的答案。
当在交错的构象和有机化学教科书中,乙烷定期将其定期将其归因于不同碳原子的空间排斥,以尽可能远的碳原子。但在2001年,计算方法结论认为乙烷的空间斥力对其平衡结构只是次要的,并提出超共轭以达到最佳的共振稳定是最重要的原因。化学家们还没有解决这个争论。
我们在7月份报告的研究是一个类似的情况,虽然逆转.多年来,人们一直认为轨道相互作用可以解释为什么碳碳键和碳氢键会随着碳中心周围取代基数量的减少而收缩。但这项研究表明,这实际上是当碳中心周围取代基较少时,空间排斥力降低的结果。
这些案例突出表明,在如何量化空间位效应的文献中缺乏共识。这无疑源于像空间位阻这样的术语,是那些缺乏真正独特定义的化学概念之一。Iupac将空间位阻定义为“由取代基拥挤引起的空间位阻效应的原始术语”。同时,它将空间效应定义为“引入具有不同空间要求的取代基后,对化学或物理性质(结构、速率或平衡常数)所产生的影响”。
当然,这并不是科学与文字的关系第一次陷入困境。尽管想法始于文字,但当术语与可观测的物理现实相对应时,化学家们可以更有效地弥合理论和实验之间的鸿沟。立体效应是一种本体——心灵可以感知,但无法直接测量的东西——而不是现象,为立体效应建模永远不会简单。即便如此,一些研究小组仍在寻找从理论角度量化空间位效应的一般方法。由于空间效应是化学中应用最广泛的概念之一,更好地理解它们的潜在好处可能是深远的。
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