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顺反异构中,分子的对称性、极性以及熔点和沸点存在以下差异:
反式异构体的对称性较好,原子排列较为对称,分子能更规则地排入晶体结构中 ,例如反 - 丁烯二酸,其分子呈对称结构.
顺式异构体的对称性相对较差,两个相同的原子或基团在双键的同侧,分子的空间排列不够规整.
顺式异构体的极性通常比反式异构体大,因为顺式中两个电负性相同的原子或原子团处在分子的同侧,不能像反式那样抵消,从而在矢量合力方向上产生偶极矩,如顺 - 丁烯二酸的偶极矩大于反 - 丁烯二酸.
反式异构体中由于相同原子或基团位于双键两侧,部分极性可相互抵消,极性相对较小.
反式异构体的熔点较高,这是因为其对称性好,在晶格中排列紧密,分子间的色散力大,晶格能也大,如反 - 2 - 丁烯的熔点高于顺 - 2 - 丁烯.
顺式异构体的熔点较低,由于其对称性差,在晶格中排列不够紧密,分子间作用力较弱,固化时形成固体的晶格能比反式小.
顺式异构体的沸点略高于反式异构体,因为顺式异构体极性大,分子间静电相互作用力强,分子间作用力越大,气化时需要耗费更多能量,沸点也就越高.
反式异构体的沸点相对较低,其分子不能紧密靠在一起,接触面积小,分子间吸引力小,较容易气化.
PS:在顺反异构中,一般反式异构体更稳定。
以简单的二取代烯烃为例,顺式异构体的两个取代基在双键同侧,它们之间的空间位阻较大,会产生相互排斥作用。而反式异构体的取代基在双键两侧,空间位阻相对较小,分子内的斥力小,所以在大多数情况下反式结构更稳定。不过也有特殊情况,当存在氢键等其他特殊作用力时,稳定性情况可能会有所不同。
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