碳-碳鍵
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碳-碳鍵是一連接兩個碳原子的共價鍵。[1]其中最普通的形式是單鍵:即一個鍵是由兩個電子組成,其中兩個原子分別提供一個電子。碳-碳單鍵屬於σ鍵,組成單鍵的兩個碳原子自身的電子先形成雜化軌態,然後兩個雜化軌態之間形成碳-碳單鍵,例如乙烷的兩個碳原子就是形成sp3雜化軌態,但碳的單鍵也有形成其他雜化軌態的例子(例如sp2對sp2)。其實單鍵二端的的碳原子不一定要形成相同的雜化軌態。在烯烴中碳原子會形成雙鍵,在炔烴中碳原子會形成三鍵。雙鍵的組成是一個σ鍵(由兩個形成sp2雜化軌態的電子)和一個π鍵(由兩個未參與雜化的p軌態電子所構成)。三鍵則是一個sp雜化軌態和二個p軌態所構成,其中二個原子各提供一個p軌態。雙鍵及三鍵中使用的p軌態會形成π鍵[2]。當碳-碳鍵數愈多,鍵能愈大,鍵長愈短。
碳有一個很特殊的性質,那就是碳原子可以互相鍵結形成長鏈,此性質稱為「成鏈」。有了這個性質,碳原子就可以連結在一起形成眾多不同類型的分子,其中一些化合物對這個世界上的生命和人類的生活有極大的意義,有機化學就是專門研究有機分子的化學特性。