在化學中，分子在受到应力作用时会产生应变。应变会使得分子的结构更加不稳定，令分子的内能更高。应变令分子额外增加的内能称为应变能， 正如压缩后的弹簧可以受固定而防止势能释放，分子也可以通过该分子内的键合作用保持在热力学不稳定的构象上。 如果没有可以固定化构象的键，应变能就会释放出来。
摘要
熱力學
由吉布斯自由能差值可确定两构象异构体间相互转化的平衡常数。
:lnK_{eq}=\frac{-\Delta {G^o}}{RT}\,
若分子的状态转变过程伴随吉布斯自由能降低，則此轉變是自發反應。因此，高能量的构象會自發變成較低能量的構象。
焓和熵与吉布斯自由能在恒温下满足以下方程：
:\Delta{G^o}=\Delta{H^o}-T\Delta{S^o}\,.
焓在熱力學中常用來確定更穩定的分子構象。实验表明，丁烷在室温下有70%为對交叉構象，30%为邻交叉構象，这可以说明在焓变较小的情况下，熵是不能忽略的。
確定分子的應變能
標準莫耳生成焓 (ΔHfo)指在標準狀態（101.3 kPa；25 ℃）下，生成1莫耳純淨物質放出（符號為負）或者吸收（符號為正）的熱量。在应变能的影响下，化合物的生成焓和預測值可能会有一定差异。例如，環己烷的生成焓 ΔHfo 為-29.9 kcal/mol（-125 kJ/mol），而的生成焓 ΔHfo 為-25.5 kcal/mol（-107 kJ/mol）。基团的大小是影響立體張力的重要因素，体积庞大的叔丁基的凡得瓦張力比甲基大得多。
Brown 等人进行了關於三烷基胺和三甲基硼加合物立體張力的研究。他们发现当三烷基胺的烷基链大小增加时，加合反应平衡常數就會下降。利用三烷基胺和三甲基硼之間甲基基團的立體張力可以計算不同基团造成的立體張力的差异。
顺式-戊烷張力
戊烷的两种邻交叉-邻交叉式构象能量有所不同，邻交叉(-)-邻交叉(+)式构象的能量比邻交叉(+)-邻交叉(+)式构象高约3 kcal/mol（13 kJ/mol）。
较复杂的分子可能有多种交叉式构象，这些交叉式构象间的能量往往不同。如，对交叉构象的丁烷比邻交叉构象的丁烷稳定3.8 kcal/mol（16 kJ/mol）。对于角张力，最简单的例子是小环烷烃，如环丙烷、环丁烷。下表示出了一些环烷烃的应变能。
此外，在环状分子中，常常还会有皮策应变。H.C. Brown曾将这些张力和跨环张力总结为内部张力。脂环化合物有许多涉及原子杂化方式的转变（一般是sp2与sp3间相互转化）的反应，这些反应的倾向往往会与相应结构的应变能差相关。例如，随着sp2与sp3对于分子的应变能差增加，酮的还原率明显增加（图1 B）。
另一个例子是桥头甲苯磺酸酯的溶剂解，该过程显著受桥头碳sp2与sp3的应变能差影响（图2 B）。
理论上無環化合物也可能出現角張力，但这种现象十分罕见。
小環烷烴類
环己烷几乎没有应变能，因此，常将其作为确定环烷烃有无环张力的基准。 一般来说，小环烷烃通常具有较大的应变能。例如，在环丙烷中，C-C键间的键角为60°，远低于sp3杂化的理想角度109.5°；此外，环丙烷中的氢为重叠式构象。这些因素使得环丙烷的应变能极大。与环丙烷类似，环丁烷也有很大的应变能，因为它的C-C键间键角仅有88°，且氢原子间也接近重叠式构象。环丙烷和环丁烷的应变能分别高达27.5 kcal/mol（115 kJ/mol）和26.3 kcal/mol（110 kJ/mol）。相比前两者，环戊烷的键角压缩程度有较大疏解，且分子内部发生了键扭转，减少了重叠式氢之间的斥力，因此，环戊烷的张力较小，应变能仅6.2 kcal/mol（26 kJ/mol）。
中环张力
由于具有明显的扭转张力，中环（7-13元环）的应变能比大环更大。虽然中环体系中容易发生1,5-迁移反应可能表明中环体系内的跨环位点十分接近，这也意味着分子内可能存在较大的跨环斥力，但分子力学计算表明，跨环斥力并不是中环张力的主要贡献因素。
雙環系統
双环系统中的应变能通常是每个环中应变能的总和。但是，有时候环系间相结合还会引入额外的张力。
参考文献
參見
- 形變
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