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技術知識

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乙烯C2H4是什么?它的分子結構是怎樣的?

  • 發(fā)布時間:2023-03-16
  • 發(fā)布者: 本站
  • 來源: 原創(chuàng)
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乙烯(Ethylene),化學式為C2H4,分子量為28.054,是由兩個碳原子和四個氫原子組成的有機化合物。兩個碳原子之間以碳碳雙鍵連接。乙烯存在于植物的某些組織、器官中,是由蛋氨酸在供氧充足的條件下轉化而成的。


分子結構


乙烯有4個氫原子的約束,碳原子之間以雙鍵連接。所有6個原子組成的乙烯是共面。H-C-C角是121.3°;H-C-H角是117.4 °,接近120 °,為理想sp2混成軌域。這種分子也比較僵硬:旋轉C=C鍵是一個高吸熱過程,需要打破π鍵,而保留σ鍵之間的碳原子。VSEPR模型為平面矩形,立體結構也是平面矩形。雙鍵是一個電子云密度較高的地區(qū),因而大部分反應發(fā)生在這個位置。


乙烯分子里的C=C雙鍵的鍵長是1.33×10 -10 m,乙烯分子里的2個碳原子和4個氫原子都處在同一個平面上。它們彼此之間的鍵角約為120°。乙烯雙鍵的鍵能是615kJ/mol,實驗測得乙烷C—C單鍵的鍵長是1.54×10 -10 m,鍵能348kJ/mol。這表明C=C雙鍵的鍵能并不是C—C單鍵鍵能的兩倍,而是比兩倍略少。因此,只需要較少的能量,就能使雙鍵里的一個鍵斷裂。這是乙烯的性質活潑,容易發(fā)生加成反應等的原因。


在形成乙烯分子的過程中,每個碳原子以1個2s軌道和2個2p軌道雜化形成3個等同的sp2雜化軌道而成鍵。這3個sp2 雜化軌道在同一平面里,互成120°夾角。因此,在乙烯分子里形成5個σ鍵,其中4個是C—H鍵,1個是C—C鍵,兩個碳原子剩下未參加雜化的2個平行的p軌道在側面發(fā)生重疊,形成另一種化學鍵:π鍵,并和σ鍵所在的平面垂直。如:乙烯分子里的C=C雙鍵是由一個σ鍵和一個π鍵形成的。這兩種鍵的軌道重疊程度是不同的。π鍵是由p軌道從側面重疊形成的,重疊程度比σ鍵從正面重疊要小,所以π鍵不如σ鍵牢固,比較容易斷裂,斷裂時需要的能量也較少。


分子結構數(shù)據(jù)


摩爾折射率:10.70

摩爾體積(cm3/mol):58.1

等張比容(90.2K):102.5

表面張力(dyne/cm):9.6

極化率(10-24cm3):4.24


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