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香蕉鍵

鎖定
香蕉鍵也稱彎曲鍵,是有機化學中的一類共價鍵,其3D模擬形狀就像一個香蕉。這個概念描述的是一個小環分子內“彎曲的”電子密度或電子排布,例如環丙烷,白磷中的共價鍵和乙硼烷中的三中心兩電子鍵
中文名
香蕉鍵
外文名
banana bond
別    名
彎曲鍵
分    類
化學鍵
常見分子
環丙烷

香蕉鍵簡介

香蕉鍵,英文名稱為banana bond,也稱之為彎曲鍵,是指某些有機環狀化合物,特別在3元環中,由於碳的雜化類型決定鍵角小於雜化軌道的伸展方向,難以形成“頭碰頭”的正常σ鍵,電子雲交蓋不好,重疊程度小,張力大,形成了一種彎曲的共價鍵。這種鍵較不穩定,故而環丙烷,環氧乙烷等表現了一些特殊的性質。

香蕉鍵環丙烷的構象

環丙烷的三個碳原子必須在同一個平面上,所以碳原子核連線之間的夾角為60度。若環碳原子以sp3雜化,則分子軌道之間的正常角度應為109.5°。因此在形成環丙烷時,可以有兩種選擇:一種是保持正常的109°,軌道彼此間電子的排斥最小(正四面體),但這樣就會使得兩個軌道重疊得非常不好。另外一種是不管軌道間的電子排斥,而使軌道的軸和碳原子之間的軸在同一條線上,以達到最大的重疊。而實際上測得環丙烷分子的C-C-C鍵角為105度30分,H-C-H鍵角為115°,C-C鍵長和C-H鍵長分別是151.0pm和108.9pm。這説明,為了使分子的能量達到最適合的程度,實際上環丙烷中的價鍵是這兩種成鍵方式協調的一個結果,也就是既大略地保持原來軌道間的角度,又達到一定程度重疊而形成彎曲的鍵或稱為香蕉鍵。如圖1所示所成的香蕉鍵。
圖1 環丙烷的軌道結構 圖1 環丙烷的軌道結構
因此環丙烷的碳碳單鍵比一般碳碳單鍵的鍵長(154pm)要短。由於三個碳原子形成了環,所以六個氫原子都形成重疊型,並且是均等的。 [1] 
環比烷的幾何結構 環比烷的幾何結構
參考資料
  • 1.    邢其毅.基礎有機化學第三版(上冊):高等教育出版社,2005