闭合环带来的额外"代价"：从二维连通到三维张力

角应变来自键角偏差，扭转应变来自氢原子的重叠排斥，范德华排斥来自非键合原子靠近

从左到右看环从三元到七+元，箭头标注每步应变趋势，整体呈U型——先降后升。

上页看到环己烷总应变能最低、最稳定。但 1885 年拜耳提出的理论却预测环戊烷比环己烷更稳。这场'理论与实验的冲突'，正是科学如何被修正的经典案例。

拜耳把环假设成平面，按正六边形算出内角 120°，预言环己烷很不稳定。但环己烷其实是稳定的——答案就在于它根本不平面。椅式构象是它找到的最优解。

六个碳原子分两层——C1、C3、C5偏高，C2、C4、C6偏低；十二个氢分为平伏（e）与直立（a）两类

上一页我们看清了椅式构象的三维骨架——每个碳除了连成环之外，还伸出了两根键。但这两根键究竟朝哪里？一根垂直环平面上下交替，另一根斜着伸向环外侧，几何特征截然不同。

上页讲到椅式构象应变归零，是环己烷最舒服的「坐姿」。但环在不断翻转，要从一把椅式跨到另一把椅式，必须翻越两个不稳的姿态——船式与半椅式。

沿箭头走一遍环翻转路径：节点是构象，下方数字是相对能量（kcal/mol），虚线回到起点代表完成一次椅式翻转。

上一页椅式构象把所有应变消到零。但分子不会永远停在一种椅式上——它会自发翻转到另一种。这一翻，直立键、平伏键会怎么变？

环翻转让甲基在直立和平伏之间切换，但'平伏更稳定'只是定性说法。我们需要一把尺子量出'差多少'——这把尺子叫A值。

按基团大小从左到右分组，同色代表A值量级。颜色越深，平伏位占比越高。

直立取代基与环同侧两个直立氢距离过近，产生强烈范德华排斥；是直立位不稳定的根本原因

直立与平伏键上甲基的能量差异，是理解 A 值与环翻转后果的关键。

上页用 A 值判断单取代基：基团越大，越偏爱平伏位。现在给环己烷放上两个基团，先标记它们位于环平面的同侧还是异侧；这个顺反标签不会随环翻转改变。

两个都标trans，1,2-和1,4-位的稳定性却刚好相反——为什么？

从1,3-位出发，先判顺反，再读a/e分布，最后用A值定优势构象。

下列关于trans-1,2-二甲基环己烷的说法，正确的是：

十氢合萘（decalin）由两个环己烷共用两个相邻碳原子（C1和C6）；分子式C₁₀H₁₈

三维度拆解：稠合方式决定构象，构象决定稳定性。

从桥头氢位置出发，看cis为何比trans多出一份应变能。

同一对稠合边，两种构型——稳定性和柔性能差多少？

上一节我们看到十氢合萘是两个环己烷稠合的产物——可以拼得很平整（trans），也可以折一下（cis）。如果在这个基础上再往后接两个环，就得到甾体（类固醇）的碳骨架——甾烷。

先自己想，再看参考答案——构象分析里的陷阱，比你想象的多。