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化学において、エクリプス配座とは、隣接する原子A、B上の2つの置換基XとYが最も近接している配座であり、ねじれ角X–A–B–Yが0°であることを意味する。[ 1 ]このような配座は、 sp3混成原子2つを結ぶ任意の開鎖単結合で存在し、通常は配座エネルギーの最大値となる。この最大値は立体障害によって説明されることが多いが、その起源は実際には超共役にある場合もある（エクリプス相互作用が2つの水素原子による場合など）。
エタンの例では、2つのメチル基が炭素-炭素シグマ結合でつながっています。これは、1つの「スタッド」と「チューブ」で2つのレゴブロックをつなぐのと似ています。このイメージを念頭に置くと、メチル基が結合を中心に回転しても、結合は維持されますが、形状は変化します。これにより、配座、配座異性体（コンフォーマー）、または回転異性体（ロタマー）と呼ばれる、複数の可能な三次元配置が生じます。[ 2 ]
配座は二面角 によって記述することができ、二面角は原子の配置と原子間の距離を決定するために使用され、ニューマン投影図によって視覚化できます。二面角はスタッガード型とエクリプス型の配向を示すことができますが、特に、対向する炭素上の2つの特定の原子間の角度を決定するために使用されます。異なる配座はエネルギーが異なり、ねじれひずみとして知られる結合回転に対するエネルギー障壁を作り出します。特に、エクリプス型の配座は、エクリプス置換基の電子雲の反発により、エネルギーが高くなる傾向があります。
異なる配座異性体の相対的なエネルギーは、グラフを用いて視覚化することができる。エタンの例では、このようなグラフから、炭素-炭素結合周りの回転は完全に自由ではなく、エネルギー障壁が存在することがわかる。エタン分子は重なり型配座ではねじれ歪みを受けており、炭素-炭素結合周りの回転によって千鳥型配座に変化することで、約12.5 kJ/molのねじれエネルギーが解放される。
ブタンとその4つの炭素鎖の場合、3つの炭素-炭素結合が回転可能です。以下の例は、C2とC3の結合を上から見たものです。以下は、2つのCH3基（C1とC4）が互いに0度の角度にある重なり配座のブタンののこぎり台とニューマン表示です（左）。
前面を時計回りに 60° 回転させると、ブタン分子はスタッガード配座になります (右)。この配座は、より具体的にはブタンのゴーシュ配座と呼ばれます。これは、メチル基が互い違いになっているものの、60° しか離れていないためです。この配座はエクリプス配座よりもエネルギー的に有利ですが、最もエネルギー的に有利な配座ではありません。さらに 60° 回転させると、両方のメチル基が水素原子と一直線に並んだ 2 番目のエクリプス配座になります。さらに 60° 回転させると、アンチ配座と呼ばれる別のスタッガード配座になります。これは、メチル基が互いに反対 (180°) の位置にある場合に発生します。これが最もエネルギー的に有利な配座です。[ 3 ]
グラフ上では、60度、180度、300度に最小値が見られ、0度、120度、240度、360度に最大値が見られます。最大値は、二面角が0度であるため、重なり合った配座を表しています。[ 4 ]
X線結晶構造解析により、オクタクロロジモリブデン酸(II)アニオン([Mo 2 Cl 8 ] 4- )はエクリプス配座をとることが確認されている。この立体的に不利な幾何構造は、Mo中心間の四重結合の証拠として挙げられている。 [ 5 ]
X線や電子回折分析、核磁気共鳴、マイクロ波分光法などの実験により、研究者はさまざまな可能な配座に基づいてどのシクロアルカン構造が最も安定であるかを決定できるようになりました。成功が示されたもう1つの方法は分子力学であり、これはさまざまな配座の全ひずみエネルギーを見つけて分析できる計算方法です。最も安定な配座は、結合距離と結合角によるエネルギー値に基づいてエネルギーが低いことがわかりました。[ 6 ]
多くの場合、分岐鎖を持つアルカンの異性体は、分岐のない異性体よりも沸点が低いことが、C 8 H 18の異性体を用いた実験で示されています。これは、分岐鎖によって生じる分子間力とサイズの組み合わせによるものです。アルカンの分岐が多いほど、その形状はより広がります。一方、分岐が少ない場合は、切断する必要のある分子間引力が多くなり、これが分岐のないアルカンの沸点が高くなる原因となります。別の例として、2,2,3,3-テトラメチルブタンは楕円体に近い形状をしており、結晶格子を形成できるため、固体から液体に変化するのにより多くのエネルギーが必要になるため、分子の融点が上昇します。[ 6 ]
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