乙烯有4个氢原子的约束，碳原子之间以双键连接。所有6个原子组成的乙烯是共面。H-C-C角是121.3°；H-C-H角是117.4°，接近120°，为理想sp2混成轨域。这种分子也比较僵硬：旋转C-C键是一个高吸热过程，需要打破π键，而保留σ键之间的碳原子。
双键是一个电子云密度较高的地区，因而大部分反应发生在这个位置。
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