碳-碳鍵
外觀
碳-碳鍵是一連接兩个碳原子的共價鍵。其中上普通的形式是單鍵:即一个鍵就是由兩个電子所組成的,其中兩个原子分別提供一个電子。碳-碳單鍵屬於 σ 鍵,組成單鍵的兩个碳原子自身的電子先形成混成軌域,紲落兩个敆做伙軌域之間形成碳-碳單鍵,比如講乙烷的兩个碳原子就是形成 sp 三混成軌域,毋過碳的單鍵也有形成其他混成軌域的例(比如講 sp 二著 sp 二)。 其實單鍵二端的碳原子無一定愛形成相仝的混成軌域。在烯學中碳原子會形成雙鍵,佇絕對抹著碳原子會形成三鍵。雙鍵的組成是一个 σ 鍵(由兩个形成 sp 佇鐵枝路邊的電子)佮一个 π 鍵(由兩个無參與透成的 p 軌域電子所構成)。 三鍵則是一个 sp 混成軌域佮兩个 p 軌域所構成,其中兩个原子提供一个 p 軌域。雙鍵佮三鍵中使用的 p 軌域會形成 π 鍵。做碳-碳鍵數愈濟,鍵能愈大,鍵長愈短。
碳有一个足特殊的性質,按呢就是碳原子會當互相鍵結形成長鏈,此性質叫做「成鏈」。 有這个性質按呢,碳原子就會使連結做伙形成濟濟無仝類型的分子,其中的一寡化合物對這个世界上的性命佮人類的生活有真大的意義,有機化學就是專工研究有機分子的化學特性。
支鏈
碳原子會當佮無仝數量的其他碳原子形成鍵,形成佇咧碳-碳骨架內底定定看的支鏈。按照中國傳統的阿伯阿姆的輩分順序,會含著碳基團按照直接鍵合著碳原子基團的數目定義為一級碳、二級碳、三級碳佮四級碳:
- 一級碳原子(Primary carbon atom)可用一 °表示,是講連有一个碳原子的碳原子,佮一級碳原子相連的氫原子成做伯氫原子。如:乙醇(一級醇)。 佇咧有機化學反應中間,一級碳自由基上無穩定,所以相應的能量上懸。
- 二級碳原子(Secondary carbon atom)可用二 °表示,是講連有兩个碳原子的碳原子,佮二級碳原子相連的氫原子成做仲氫原子。如:異丙醇(二級醇)。
- 三級碳原子(Tertiary carbon atom)可用三 °表示,是講連有三个碳原子的碳原子,佮三級碳原子相連的氫原子成做叔氫原子。如:叔丁醇(三級醇)。 三級碳原子的碳正離子佮自由基攏是足穩定的。
- 四級碳原子(Quaternary carbon atom)可用四 °表示,是講連有四个碳原子的碳原子,如:新戊。佇咧有機化學反應中間,四級碳的穩定性佇咧四種碳原子中最佳。
合成
碳-碳鍵形成反應是有機反應中形成新的碳-碳鍵的反應。碳-碳鍵的形成對人造化學品真重要,如藥品佮塑膠。
下列反應是會用得形成碳-碳鍵的例,如:鋪反應、Diels-Alder 反應、格氏試劑對響基的加成反應、赫克反應、Michael 反應佮威脅反應。
參見
- 碳-碳鍵形成反應
- 碳原子佮其他的元素成鍵之化學見正爿元素週期表: