Напряже́ние моле́кул, одна из концепций стереохимии, лежащая в основе интерпретации термодинамической устойчивости и повышенной реакционной способности отдельных молекулярных соединений по сравнению с обширным рядом структурно родственных (построенных из тех же атомов, со связями таких же типов) молекул. Адольф Байер.Адольф Байер.Увеличение реакционной способности вызывается избыточной удельной энтальпией «напряжённых» молекул по сравнению с теми, которые считаются «ненапряжёнными», т. е. нормальными, типичными. Впервые понятие о напряжении молекул было использовано А. Байером в 1885 г. для объяснения относительной устойчивости циклов в алициклических соединениях.

Представление о напряжении структуры молекул связано с классическими механистическими моделями молекулярных соединений, берущими своё начало с идей Я. Х. Вант-Гоффа о пространственном положении атомов в молекулах, и призвано расширить границы применения этих моделей. Простейшие стереохимические модели создаются на базе постулатов о фиксированных длинах связей, величинах валентных Якоб Вант-Гофф. 1904.Якоб Вант-Гофф. 1904.углов и диэдрических (двугранных) углов и, соответственно, фиксированных энергиях связей в стандартных (т. е. наиболее типичных для данного класса) соединениях. Отклонение этих величин в конкретной молекуле от стандартных значений является признаком наличия напряжений.

Причиной всех видов напряжения молекул является сближение валентно-несвязанных атомов на расстояния, существенно меньшие, чем сумма их ван-дер-ваальсовых радиусов. Такое сближение повышает общую энергию молекулы вследствие отталкивания электронных оболочек валентно-несвязанных атомов. При этом существенно повышается структурная жёсткость молекул.

В молекулах органических соединений наиболее важными являются эффекты, вызванные конформационным, или торсионным (от англ. torsion – кручение), напряжением. Следующим по важности является т. н. байеровское напряжение, т. е. деформация валентных углов. И наконец, сжатие и растяжение связей. В этой же последовательности возрастают и энергии напряжения. В случае этана, для молекулы которого реализуется торсионное и практически отсутствуют другие типы напряжений, энергия заслонённой конформации превышает энергию заторможенной конформации приблизительно на 12 кДж/моль. В сильно напряжённых молекулах, например полиэдрических, различные эффекты обычно накладываются друг на друга и энергия напряжения может достигать нескольких сотен кДж/моль.

Проявления напряжения молекул многообразны: специфичность поведения в химических реакциях, окраски, магнитных, люминесцентных и других характеристик.