有机化学 · 成键观察台

扭一扭:哪根 C—C 键会“拧断”π键?

把右半边想成被你捏住的分子片段。拖动角度,观察它绕 C—C 键轴转动时,σ键和π键各自发生了什么。

碳碳键旋转交互演示

先选一根键
0°用左右方向键逐度改变旋转角度
碳碳键旋转与π轨道重叠示意图拖动滑块后,图中会更新不同碳碳键的轨道排列和重叠提示。
σ键像一根轴。 单键的电子云沿键轴近似圆柱对称;转动会改变构象,却通常不必切断这根σ键。
当前:0° 近似自由旋转(仍有很小的构象能差)。
σ键/σ骨架一个 π 体系第二个 π 体系端视圆中:实线是左碳,虚线是右碳;cos²θ 是相对示意指标,不是实验测得的重叠百分比。

先抓住这一句

单键只有 σ 键。它的电子云围着键轴分布;因此右侧片段绕轴转动时,主要是在改变取代基的相对位置。乙烷等分子仍有小的旋转势垒,所以“自由”是近似说法。