4.2　炔烴的結構

炔烴的結構特征是分子中含有碳碳三鍵。X射線衍射和電子衍射等物理方法測定，乙炔分子是一個線型分子，四個原子都排布在同一條直線上，分子中各鍵的鍵長與鍵角如下所示：

在乙炔分子中，兩個碳原子各形成了兩個對稱的σ鍵，它們分別是Csp—Csp鍵和Csp—Hs鍵（圖4-1）。

圖4-1　乙炔分子中的σ鍵

乙炔的每個碳原子還各有兩個相互垂直的p軌道，不同碳原子的p軌道又是相互平行的，因此，一個碳原子的兩個p軌道與另一個碳原子相對應的兩個p軌道，在側面重疊形成了兩個碳碳π鍵（如圖4-2所示），兩個π鍵的電子云對稱分布于碳碳σ鍵鍵軸的周圍，類似圓筒形狀（如圖4-3所示）。

圖4-2　乙炔分子中的π鍵

圖4-3　乙炔分子中圓筒形狀的π鍵

由此可見，碳碳三鍵是由一個σ鍵和兩個π鍵組成的。乙炔的碳碳三鍵的鍵能最大，但仍比單鍵鍵能的三倍數值要低很多。

和p軌道相比較，s軌道上的電子更接近原子核。一個雜化軌道的s成分越多，則在此雜化軌道上的電子也越接近原子核。由于乙炔分子中的C—H鍵是σsp-s鍵，而sp雜化軌道的s成分大（50%），與sp2、sp3雜化軌道相比較，由sp雜化軌道參加組成的σ共價鍵，其電子也更接近碳原子核，所以乙炔的C—H鍵鍵長比乙烯和乙烷的C—H鍵的鍵長要短一些。

與碳碳雙鍵和單鍵相比較，碳碳三鍵鍵長最短。原因是除了有兩個π鍵形成之外，sp雜化軌道也參與了碳碳σ鍵的組成。