炭化水素
炭化水素の構造的特性は、炭素原子の性質に基づき多様性に富んでいる。原子価結合法の考え方では、炭素原子は混成軌道を形成することで、
sp炭素 - 正四面体構造、分岐数=4(4つの単結合)・(4つのσ結合)
sp炭素 - 平面構造、分岐数=3(2つの単結合と1つの二重結合) ・(3つのσ結合と1つのπ結合)
sp炭素 - 直線構造、分岐数=2(1つの単結合と1つの三重結合)・(2つのσ結合と2つのπ結合)
の3種類の基本構造のうちいずれかの状態を取る。そして結合の相手となる炭素も結合の種類に応じて混成軌道を作るため、二重結合の両端ではsp炭素が、三重結合の両端ではsp炭素が隣り合って対を形成することになる。また、炭素-炭素結合による連結は鎖の長さによる制限をほとんど受けない。この単一元素で分岐数の多い分子を生成する性質をカティネーション性と呼ぶが、分岐数の多様性とあいまって、炭化水素の構造の多様性はほぼ無限といってよい。言い換えると、炭化水素を基本骨格に持つ有機化合物は莫大な多様性を有するが、それは炭化水素の構造の量的な多様性と置換基による質的な多様性とが相乗的に発現した結果でもある。