当碳原子与相邻原子通过共享电子而结合成分子时,原子与原子之间的成键可用杂化轨道来解释。 FDS6982S碳原子最外层的4个电子中,2个s电子是成对的,而2个p电子是未成对的,其电子排布方式见图2,3⑴。轨道杂化时,碳原子的⒉轨道中的一个电子激发到勿的空轨道中,得到四个未成对的电子(一个2s电子和三个2p电子冲口图2.3(b)。此时,如果一个加电子与三个2p杂化,就会形成空间对称的四面体分布及能量相同的四个简并轨道,轨道之间的夹角为109,5°,这就是sp3杂化;如果一个加电子与两个即杂化,就会形成空间对称的平面三角形分布的、能量相同的三个简并轨道,轨道之间的夹角为12O°,这就是sp2杂化,而未杂化的即z轨道则垂直于sp2杂化轨道;如果一个2s电子与一个孔杂化,就会形成空间对称的直线分布的两个简并轨道,轨道之间的夹角为18O°,这就是sp杂化,而未参加杂化的2助、即z轨道互相垂直并分别与sp杂化轨道垂直。图2.3

FDS6982S碳原子杂化前后的电子排布

    (a)孤立碳原子中的电子排布;(b)sp3、sp2、sp杂化碳原子中的电子排布键与冗键,单键、双键与三键,饱和键与不饱和键在绝大多数有机化合物中,一个碳原子与周围原子是以共价键的方式成键的。共价键是指两个或多个电子的电子云相互重叠形成一个价轨道、 共享电子对的一种成键方式。碳原子中的外层价电子与周围原子最多会形成4个共价键。根据原子间成键方式的不同,共价键又分为σ键和冗键两种。如图2,4 结点平面 所示,当两个原子中电子轨道以头碰  图2.4 两个p轨道形成σ键头方式成键时,称为σ键;当两个原     与冗键的情形子中南电子轨道以肩并肩方式成键时,称为冗键。可以看出,σ键中间部位的电子云密度最大;而冗键中间部位是一个结点,电子云密度很小,且在形成冗键的两个原子之间电子云密度为0。因此,两个原子之间的σ键强度要远远大于冗键强度,也就是说,σ键结合方式远比π键结合方式稳定。