參考資料表中的pKa數值顯示，與「氫」鍵結的「碳」原子，它的「混成軌域」會強烈影響「氫」的酸性，p軌域性質愈多，「C－H」酸性愈少。因此，酸性強度，從烷類alkanes、烯類alkenes、到炔類alkynes，逐步增加。為什麼會出現這種酸性順序？

有機化學的基礎199

1.     參考資料表中的pKa數值顯示，與「氫」鍵結的「碳」原子，它的「混成軌域」會強烈影響「氫」的酸性，p軌域性質愈多，「C－H」酸性愈少。

參考資料：有機化學的基礎193 酸性

2.     因此，酸性強度，從烷類alkanes、烯類alkenes、到炔類alkynes，逐步增加。

3.     乙烷的pKa值（C－H鍵是sp3混成軌域）大約50，乙烯的pKa值（C－H鍵是sp2混成軌域）大約44，乙炔的pKa值（C－H鍵是sp混成軌域）大約25。

4.     為什麼會出現這種酸性順序？因為，不同的酸，解離平衡產生的陰離子，它們的未鍵結電子（孤對電子）被放在不同的混成軌域中。

5.     「sp混成軌域」的原子的陰電性比「sp2-」或「sp3-混成軌域」強。

6.     在「sp3混成軌域」的電子（具備25％的S軌域特質）離「原子核」最遠，「sp2混成軌域「的電子（具備33%的S軌域特質）離「原子核」的距離其次，「sp混成軌域」的電子（具備50%的S軌域特質）離「原子核」最近。

7.     因為「陰離子」的「電荷」愈靠近「原子核」的「正電荷」愈穩定，所以，「sp混成軌域」的「陰離子」比「sp2混成軌域」的「陰離子」穩定，而「sp2混成軌域」的「陰離子」，又比「sp3混成軌域」的「陰離子」穩定。

n         翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》

研析心得：

1.     混成軌域，影響酸性的主要原因是，它會影響「電子」與「原子核」的距離，也因此影響「酸」解離後的「陰離子」的穩定度。

2.     「電子」與「原子核」的距離愈近，愈滿足「正負相吸」的平衡原理。那麼，哪一種「混成軌域」最靠近原子核呢？

3.     原子的結構是，「電子」圍繞「原子核」運行，如同太陽系的行星軌道。而第一列到第三列元素的「電子」的軌域，分為二種：「S軌域」和「p軌域」。

4.     「S軌域」比較靠近原子核，電子雲的分佈看起來是「圓球型」。「p軌域」比較遠離「原子核」，電子雲的分佈看起來是「啞鈴型」（8字形），可分為平行於「x軸」、「y軸」和「z軸」三種p軌域。

5.     「電子軌域」，並不是指真正的「電子軌道」，所以，「p軌域」是「啞鈴型」，並不是說「p軌域」的電子都跑8字形軌道，而是指「電子」集中在比較遠離「原子核」的某個位置活動。

6.     「啞鈴型」軌域顯示，「p軌域」是兩兩相對的電子密佈區，這應該是原子核的引力造成的。

7.     所以，如果電子在「p軌域」性質比較強的「混成軌域」，就比較遠離「原子核」，如果「電子」在「s軌域」性質比較強的「混成軌域」，就比較靠近「原子核」。

8.     「乙烷」解離後，電子停留在「sp3混成軌域」（具備25％的S軌域特質）離「原子核」最遠，原子核對電子的牽引力量最弱，所以，酸性最弱。

9.     乙炔解離後，電子停留在「sp混成軌域」（具備50%的S軌域特質）離「原子核」最近，原子核對電子的牽引力量最強，所以酸性最強。

10.  為什麼「sp3混成軌域」具備25％的「S軌域」特質？

11.  因為它的混成軌域由平行於「x軸」、「y軸」和「z軸」3個「p軌域」，和1個「s軌域」混合而成，幾何構造是四面體的錐角，共有4個尖角，每一個尖角是各瓜分1/4的s軌域，所以具備25％的「S軌域」特質。

12.  同樣地，因為「sp2混成軌域」，由2個「p軌域」和1個「s軌域」混合而成，幾何構造是三角平面，共有3個尖角，每一個尖角瓜分1/3個「s軌域」，所以具備33％的「s軌域」特質。

13.  而「sp混成軌域」，由1個「p軌域」和1個「s軌域」混合而成，幾何構造是線型，共有2個尖角，每一個尖角瓜分1/2個「s軌域」，所以具備50％的「s軌域」特質。