烯烃的结构和成键

烯烃（又称链烯烃），通式为C_nH_2n，是含有碳-碳双键的烃类化合物。其环状类似物，即在环内含有一个双键的化合物，称为环烯烃。

以最简单的烯烃乙烯为例，双键两端的碳原子为sp² 杂化。杂化轨道以头对头方式重叠形成σ键，而两个p轨道则通过侧向重叠形成π键。根据分子轨道理论，π键的电子密度集中在分子平面的上方和下方。

尽管sp² 碳原子之间的双键明显比sp³碳原子之间的单键更短且更强，但π键比σ键弱。这一点可由碳-碳双键的键能并非单键键能的两倍得以证明。参与成键轨道的重叠效果较差，以及2p电子的能量高于sp² 杂化轨道中的电子，导致了π键较弱。

由于sp² 杂化轨道相比sp³含有更多的s轨道成分，乙烯中由sp²–s轨道重叠形成的碳–氢键比乙烷中由sp³–s 轨道重叠形成的碳–氢键更短。

同样，在丙烯中，由sp²–sp³ 杂化轨道重叠形成的碳–碳单键比在丙烷中由sp³–sp³ 杂化轨道重叠形成的碳–碳单键更短。

H–C–C键角偏离预期的120°是由于双键两侧取代基之间的排斥性非键相互作用所产生的张力所致。

碳-碳双键具有吸电子效应。未杂化的2p轨道中的电子密度分布不均，因此对碳原子核的屏蔽作用不如杂化轨道有效。因此，某些烯烃尽管较弱，但仍表现出偶极矩。

由于烯烃分子中缺乏强偶极，其主要的分子间作用力为伦敦色散力。这种作用力随分子质量的增加和分子表面积的增大而增强。因此，在室温下，较小的烯烃呈气态，而碳原子数超过四个的烯烃则为液态，且沸点随分子量增加而升高。

由于烯烃为非极性分子，可溶于非极性溶剂，但不溶于水。