碳－氮键

✍ dations ◷ 2025-08-13 19:38:14 #氮化合物

碳－氮键是碳原子和氮原子之间形成的共价键，它也是有机化学和生物化学中最常见的化学键之一。

氮原子有五个价电子，在通常的胺中的化合价为3，剩下的两个电子形成一对孤对电子。通过那对电子，氮可以与氢形成配位键使自身的配位数达到4，并形成带有一个正电荷的铵盐。许多氮化合物因此具有碱性，但强弱取决于结构：酰胺中的氮原子不具碱性，这是由于其孤对电子离域而与羰基形成共轭效应（类似于羰基的烯醇式），使得N－C键具有部分双键的性质。在吡咯中孤对电子成为6电子芳香共轭体系的一部分因而其氮原子也不具碱性。

与碳－碳键类似，碳氮之间也可以形成稳定的双键，例如亚胺，而腈中还存在三键。键长随着键级的增加而缩短，从胺的147.9pm到C-N= 化合物（例如硝基甲烷）的147.5 pm，吡啶中的部分双键长度为135.2pm，到腈中三键的长度为115.8 pm

CN键是具有强烈极性的共价键（碳和氮电负性分别是2.55和3.04），导致分子偶极矩较高：氰胺为4.27D，重氮甲烷为1.5 D，叠氮甲烷为2.17，吡啶为2.19。因为这个原因许多含有CN键的化合物可溶于水。

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