二原子炭素
この状態も、エテン-μ,μ-ジイル-μ-イリデンまたは二炭素(2-) と命名され、一重項状態(Πg)である。
原子価結合法は、炭素がオクテット則を満たす唯一の方法は四重結合の形成であると予測する。しかし、分子軌道法は、σ結合中の2組の電子対(1つは結合性、1つは非結合性)と縮退したπ結合中の2組の電子対が軌道を形成することを示す。これを合わせると結合次数は2となり、2つの炭素原子の間に二重結合を持つC2分子が存在することを意味する。分子軌道ダイアグラムにおいて二原子炭素が、σ結合を形成せず2つのπ結合を持つことは驚くべきことである。ある分析では、代わりに四重結合が存在することが示唆されたが、その解釈については論争が起こった。結局、宮本らにより、常温下では四重結合であることが明らかになり、従来の実験結果は励起状態にあることが原因であると示された。
CASSCF(完全活性空間自己無撞着場)計算は、分子軌道理論に基づいた四重結合も合理的であることを示している。
凝集エネルギー (eV): 6.32
結合長 (Å): 1.24
振動モード (cm): 1855
三重項状態では、一重項状態よりも結合長が長くなる。