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1、浅谈氢键 程少军一. 氢键的本质氢键是指分子中与高电负性原子X以共价键相连的氢原子，和另一分子中（或分子内）一个高电负性原子Y之间所形成的一种静电作用，其图示如下：XYY。 X、Y均是电负性大、半径小的原子，可以相同或不同，最常见的有F、O、N原子。例如，当H和F、O、N以共价键结合时，成键的共用电子对强烈地偏向于F、O、N原子一边，使得H几乎成为“赤裸”的质子，它不被其他原子的电子云所排斥，能与另一F、O或N原子上的孤对电子相互吸引形成氢键（上式中以虚线代表）。二. 氢键的强弱 氢键键能在之间，比化学键弱得多，但比分子间作用力稍强，属于一种弱的静电作用力。 判断氢键的强弱，应从氢键的本质着手
2、分析。如果与氢键直接相连原子的吸电子能力越强，氢核裸露程度越大，氢原子上的正电荷就越高；与氢邻近原子孤电子对电子云密度越高，与裸露氢核之间的静电作用力就越大；这样的氢键自然就强。氢键的强弱一般顺序是：FHFOHOOHNNHN。三. 氢键的特征 氢键具有方向性和饱和性。 氢键中X、H、Y三原子一般在一条直线上，由于H原子体积很小，为了减少X和Y之间的斥力，它们尽量远离，键角接近180，这就是氢键的方向性。 又由于氢原子的体积很小，它与较大的X、Y接触后，另一个较大的Y就难于再向它靠近，所以氢键中氢的配位数一般是2，这就是氢键的饱和性。四. 氢键的类型 氢键有两种类型，一种是分子间氢键，即一个分子
3、的XH键和另一个分子的原子Y相结合而成的氢键称为分子间氢键，分子间氢键又分为同种分子间氢键和异种分子间氢键。如水与水、氨与氨之间的氢键称为同种分子间氢键，氨与水、酒精与水之间形成的氢键为异种分子间氢键。 如一个分子的XH键与它内部的原子Y相结合而成的氢键，则称为分子内氢键，如苯酚的邻位上有一CHO、COOH、OH和NO2等时可形成氢键的螯合环。分子内氢键不在一条直线上。五. 氢键的影响举例 l. 氧族、氮族和卤族氢化物熔沸点变化的趋势，一般随相对分子质量增大，氢化物的熔沸点升高，但在、HF处出现了“反常”，它们的熔沸点特别高，这都缘于、HF分子间存在着氢键。 2. 由于氢键的存在，使冰和水具有
4、很多不寻常的性质，例如冰的密度小于水；在4时水的密度最大；水相对于其他液体而言，具有很大的比热等。 3. 生物体内的蛋白质和DNA分子内或分子间存在大量的氢键，它们是由羰基上的氧和氨基上的氢形成的，这极大地增强了螺旋结构的稳定性。 4. 分子内氢键的存在，减弱了分子之间的氢键作用，一般会使化合物沸点、熔点降低，汽化热、升华热减小，也会影响化合物的溶解度，如邻位硝基苯酚由于存在分子内氢键，它比间位、对位硝基苯酚在水中的溶解度要小，而更易溶于非极性溶剂中。 5 在中，相互之间以氢键方式相互缔合，钠离子的电场不足以破坏缔合形成的长链大阴离子，这降低了它的溶解度，使的溶解度比小。 总之，氢键相当普遍地存在于许多化合物与溶液之中，虽然氢键键能不大，但对它们的物理化学性质有各种不同的影响。用心 爱心 专心 122号编辑 2
