
【機】 dicovalent carbon; divalent carbon
二價碳(divalent carbon)是指碳原子在特定化合物中呈現+2氧化态或形成兩個共價鍵的化學結構。這一概念在有機化學中具有重要理論意義,主要體現在以下三個層面:
電子結構特征 碳原子通常呈現四價狀态(如甲烷CH₄),但在某些特殊結構中可通過sp雜化形成兩個共價鍵。典型實例包括一氧化碳(CO)中的碳原子,其電子排布為:$text{C} equiv text{O}$,其中碳通過三重鍵與氧結合。
反應中間體形式 卡賓(carbene,:CH₂)作為含二價碳的活性中間體,在有機合成中廣泛存在。這類物種包含兩個單鍵和一個孤對電子,其分子軌道構型可通過以下公式描述: $$ psi = c1phi{sp} + c_2phi_p $$
實際應用領域 含二價碳的化合物在工業催化(如烯烴複分解反應)和材料科學(有機金屬框架構建)中具有關鍵作用。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)在《有機化學術語》中對其穩定性機制作出權威解釋。
(參考來源:1. Oxford Chemistry Dictionary;2. IUPAC Technical Reports)
“二價碳”是化學中描述碳原子在特定化合物或中間體中的氧化态或成鍵狀态的一個術語,主要涉及以下兩種常見情況:
氧化态為+2的碳
碳的常見氧化态範圍從-4(如CH₄)到+4(如CO₂)。當碳的氧化态為+2時,典型例子是一氧化碳(CO)。在此分子中,碳與氧通過三重鍵連接,其中碳貢獻+2氧化态(氧為-2)。這種結構使CO具有強還原性和配位能力,常用于金屬催化反應中。
卡賓(Carbene)中的碳
卡賓是一類高活性中間體,其中心碳原子呈二價,僅形成兩個共價鍵,并帶有孤對電子或未成對電子。根據電子排布,卡賓分為:
性質與應用
需要指出,“二價碳”更多是理論模型中的描述,實際體系中常需結合具體結構分析其行為。
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