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羧酸中羧基碳呈sp2杂化,三个杂化轨道处于同一平面,键角大约为120º,其中一个与羰基氧形成σ键,一个与氢或烃基碳形成σ键。羧基碳上还剩有一个p轨道,与羰基氧上的p轨道经侧面重叠形成键。羧酸衍生物的结构与羧酸类似。酰胺和酯中,氨基氮或烷氧基氧的孤对电子可以与羰基共轭,但在酰卤中,这种共轭效应则很弱,主要表现为强的吸电子效应。