乙醛分子中心结构为CH3-CHO，其分子式可简写为C2H4O。该有机化合物分子中包含一个甲基（CH3）和一个醛基（CHO），醛基中的碳原子为sp²杂化，形成平面三角形结构，与甲基通过单键连接。这种独特的结构决定了乙醛既具有醛类化合物的典型性质，又因甲基的存在展现出一定的烷基化特征。

在物理性质方面，乙醛沸点为20.8℃，熔点-121.2℃，密度0.78g/cm³，具有显著的挥发性。其分子间作用力主要来源于醛基的极性π键和羟基的氢键，这解释了为何常温下呈液体状态。溶解性测试显示，乙醛可溶于水（20℃时溶解度约25g/100ml）、乙醇和乙醚，但微溶于石油醚等非极性溶剂。这种溶解特性使其在工业合成中常作为溶剂使用，特别是在制备乙酸乙酯等酯类物质时。

乙醛的化学活性集中在醛基的羰基上，该基团可发生多种典型反应。在碱性条件下，乙醛能发生坎尼扎罗歧化反应，生成乙酸和乙醇，反应式为CH3CHO + NaOH → CH3COONa + CH3CH2OH。酸性环境中，乙醛与氢氰酸反应生成乙腈，这是合成聚乙腈纤维的重要原料。与银氨溶液的反应则能生成银镜，常用于检测醛基的存在，反应机理涉及醛基的氧化加成过程。

氧化反应是乙醛的重要转化途径。在空气中被氧化生成乙酸，工业上采用钯催化剂在60-80℃下实现连续氧化，该反应式为2CH3CHO + O2 → 2CH3COOH。实验室中可用高锰酸钾在酸性条件下将其氧化为乙酸，反应过程中伴随紫色褪去和温度升高。值得注意的是，乙醛的氧化能力有限，无法被强氧化剂如浓硫酸完全氧化，这与其分子结构中甲基的电子屏蔽效应有关。

乙醛的加成反应具有多样性。与氢气在镍催化剂存在下可加成生成乙醇，这是生物乙醇的重要工业合成途径。与甲醛发生坎尼扎罗反应生成1,3-丙二醇，该二元醇被用作保湿剂和表面活性剂原料。在Grignard反应中，乙醛与甲基溴化镁反应生成1-丙醇，该反应常用于制备高级醇类化合物。这些反应的立体化学特征表明，乙醛的羰基平面结构对加成产物的构型具有决定性影响。

乙醛在有机合成中发挥关键作用，尤其在酯化反应和缩合反应中表现突出。与丙酸酐在酸性条件下反应生成丙酸乙酯，酯化率可达95%以上。与尿素发生分子内缩合生成脲类衍生物，这类化合物在农药制造中应用广泛。在Wittig反应中，乙醛与磷鎓盐反应生成烯烃，该反应的立体选择性高达90%，生成的烯烃可进一步用于合成香料和医药中间体。

工业应用方面，乙醛主要用于生产乙酸（占全球产量60%）、乙醇（30%）和丙酮（5%）。在食品工业中，乙醛作为防腐剂和香料前体，其衍生物乙缩醛被用作葡萄酒澄清剂。医疗领域，乙醛二乙酰化物用于制备抗凝血药物肝素。近年来开发的乙醛衍生物聚乙醛树脂，在生物可降解材料领域展现出广阔前景。

安全与环保方面，乙醛被列为第3类致癌物，其蒸气浓度超过1000ppm时会引起眼刺激。职业暴露需佩戴防毒面具，工作场所浓度限值0.1ppm。废水处理采用生物降解法，利用假单胞菌属微生物将乙醛转化为CO2和水，处理效率可达98%。在燃烧过程中，乙醛生成的一氧化碳和二氧化碳浓度需控制在安全范围内，这是工业排放监管的重点指标。

从分子结构到应用实践，乙醛的化学特性始终围绕其醛基展开。甲基的引入既增强了分子稳定性，又扩展了反应可能性。在生命科学中，乙醛作为代谢中间体参与糖酵解途径，其毒性机制与三羧酸循环中的酶促反应密切相关。未来研究方向聚焦于开发高效催化体系，将乙醛转化为高附加值化学品，同时降低生产过程中的能耗和污染。这种结构导向的功能开发，正推动乙醛在绿色化学领域的持续创新。