乙炔的分子结构
实验室k / 2019-05-09
从乙炔的化学性质中可见，它既与烯烃有相似之处，也有许多不同之处。我们知道，任何物质的性质都是它一定结构的客观反映，那么分子中具有碳－碳三键的乙炔是怎样的一种结构呢？
近代物理方法测定证明：碳－碳三键不等于三个碳－碳单键之和。例如，三键的键能为199．8千卡／克分子，远小于三个单键的键能（也小于一个单键和一个双键的键能）之和。三键的键长为1．20Å，比单键和双键的键长都短。并且还证明：碳－碳三键与碳氢键之间的键角为180°，也就是说乙炔分子中的两个碳原子和两个氢原子处在一条直线上。
轨道杂化理论的解释是：在乙炔分子中，每个碳原子形成三键时，是以2s轨道和一个2px轨道重新组合形成两个能量均等的新轨道，叫做sp杂化轨道（图1－20）。这两个sp杂化轨道的对称轴在同一条直线上，每个碳原子各以一个sp杂化轨道分别和一个氢原子的1s轨道重迭，形成两个C－Hσ键，又各以另一个sp杂化執道相互重迭，形成一个C－Cσ键。它们的对称轴都分布在同一条直线上，键角为180°（图1－21）。
但是在每个碳原子上尚有两个未参与杂化的2py和2pz轨道，两个碳原子上的2py轨道和2pz轨道的对称轴相互垂直，同时它们又都与杂化轨道的对称轴垂直，这样就形成两个π键，它们的电子云对称地分布在C－Cσ键的周围（图1－22）。
由于乙炔分子中的三键是由一个σ键和两个π键所组成，π键能较小，容易破裂，因此三键与双键相似，也具有很大的化学活泼性。又由于三键中的碳原子以sp杂化轨道与氢原子成键，其中s成分要比sp2、sp3杂化轨道中的s成分大。s成分越大，电子云也就越靠近原子核。在乙炔分子中，碳氢键上的电子比在乙烯和乙烷中更靠近碳原子，这样就使碳氢键的极性增加.jpg "结构式")
，使氢原子具有一定的活泼性而可以被金属置换。
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.jpg "乙炔模型")
.jpg "二个sp杂化轨道/乙炔分子中σ键的形成")
.jpg "乙炔分子中p轨道的侧面重迭/乙炔分子中键的分布")
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