碳碳三键

碳碳三键就是定义炔烃的那条 C#C 连接——两个碳相连三次,共享六个电子。画成三条平行线时,它是日常有机分子中最强、最短的碳碳连接。可以想象两个碳被一根三股缆绳紧紧拉拢,而连在它们身上的一切都被拉直成一条直线。

这三条线分解为一根 σ 键和两根 π 键。每个碳都是 sp 杂化,用到两个 sp 轨道:一个指向另一个碳(σ 键),一个指向它所连的其他东西;由于只有这两个方向,它们相隔 180 度,使该键完全线性。每个碳剩下的两个 p 轨道垂直于键轴、也彼此垂直,侧向交叠形成两根 π 键,像一圈电子密度的圆筒一样裹住键轴。

和双键一样,这条富电子的连接也会发生加成;但三键里有两根 π 键,所以它往往可以让试剂加成两次(例如加两分子 HX,或加两分子氢——先变成烯烃,再变成烷烃)。三键额外的刚性与线性也体现在真实分子中;而在端炔里,sp 碳很高的 s 成分正是所连 C-H 酸性足够、可被脱去并用作亲核试剂的原因。