7.1
アルケン、またはオレフィンは、一般式CnH2nで表され、炭素 - 炭素二重結合を含む炭化水素です。二重結合を環で囲む環状類似体は、シクロアルケンと呼ばれます。
最も単純なアルケンであるエチレンに例示されるように、二重結合を横切る炭素原子はsp2混成されています。混成軌道の直接重なりはシグマ結合を形成し、2つのp軌道の横方向の重なりはπ結合をもたらし、分子軌道理論によれば、電子密度は分子平面の上下に集中します。
sp2 炭素間の二重結合は sp3 炭素間の単結合よりも大幅に短くて強いですが、π 結合は σ 結合よりも弱いです。これは、炭素-炭素二重結合エネルギーによって示され、これは単結合の2倍ではありません。参加する軌道の重なりが効果的でなく、sp2と比較して2p電子のエネルギーが高いことが、π結合が弱いことを説明しています。
sp2軌道はsp3に比べてsの性質が大きいため、エチレンでのsp2–sの重なりによって形成される炭素-水素結合は、エタンでのsp3–sの重なりによって形成される炭素-水素結合よりも短くなります。
同様に、プロピレンでは、sp2-sp 3のオーバーラップから生じる炭素-炭素単結合は、プロパンのsp 3-sp 3のオーバーラップから得られる炭素-炭素単結合よりも短くなります。
H-C-C結合角の期待値である120°からの偏差は、二重結合を横切る置換基の反発性非結合相互作用によって生じるひずみによるものです。
炭素-炭素二重結合は、電子吸引効果を発揮します。非混成軌道の電子密度は不均一に分布しているため、混成軌道ほど効果的に炭素の核電荷を遮蔽しません。したがって、一部のアルケンは、弱くはありますが、双極子モーメントを示します。
強い双極子がないため、アルケン分子間の主要な引力はロンドン分散力です。これらの力は、分子量の増加と表面積の増加とともに強くなります。したがって、室温では、小さなアルケンは気体であり、炭素が4つ以上あるものは沸点が増加した液体です。
非極性であるため、アルケンは非極性溶媒と混和性があり、水には混和しません。
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