图2．4　甲烷的形成和σC—H键

在图2．4中，C—H键中成键原子的电子云沿着轴方向以头碰头的形式重叠，所形成的键称为σ键。沿轴向重叠，轨道重叠程度较大，所以σ键较牢固。当成键原子绕键轴作相对旋转时，不影响电子云的重叠程度，以σ键相连的两个原子可绕轴作相对旋转，其电子云分布不发生变化。

2）其他烷烃的结构

其他烷烃的空间结构与甲烷分子相似，分子中的每个碳原子也是正四面体结构。如乙烷分子中含有两个碳原子，其C—C键是由两个sp3轨道形成的以头碰头方式形成的，每个碳原子余下的3个sp3轨道分别与3个氢原子的1s轨道重叠形成3个C—H（σ）键。乙烷分子中6个C—H键都是等同的。

由于sp3杂化碳原子的几何构型为正四面体，键角为109．5°，决定了丙烷以上的高级烷烃碳原子的排列不是直线型的。由于σ键可以自由旋转，因此可形成多种曲折形式。但为了方便起见，一般在书写构造式时，仍写成直链形式。