角张力

一个带四个单键的碳原子，「希望」它的键以 109.5 度的四面体角张开——这个角度让它的四对电子尽可能彼此远离。角张力是分子在键被迫偏离这个偏好角度（被挤得太窄或撑得太宽）时必须储存的能量。它是把碳硬塞进它的键所不喜欢的形状时的那份别扭。

这发生在哪里？多半在小环里，几何让它别无选择。环丙烷是个三角形：它的内角被钉在 60 度附近，远低于 109.5 度，所以它的碳碳键被严重弯折——它们无法笔直地指向彼此，只能形成微弱的、香蕉状的「弯键」。「小环因角度局促而受张力」这一想法，就是古老的贝耶尔张力理论（Baeyer strain）。环丁烷（约 90 度）也受张力，环戊烷则只是轻微。

贝耶尔假定所有环都是平面的，这让他错误地预测大环也会受张力。修正在于：真实的环会偏离平面、皱起来——环己烷折成椅式，那里每个角基本都是理想的 109.5 度，角张力消失了。所以角张力只主宰最小的那些环；从环己烷起，分子靠走向三维来躲开它。在它确实发威之处——环丙烷和环氧化物里——它使这些环格外活泼，迫不及待地想撑开以释放张力。