【普生】003 氫鍵



一、氫鍵的本質
????????國際純粹與應用化學聯(lián)合會 (IUPAC)認為,氫鍵是指,一種產(chǎn)生于一個電負性大的原子與氫原子之間的相互作用,這一氫原子需要某一連接至另一電負性較大的原子上。氫鍵被認為是靜電相互作用,前述的兩種電負性大的原子一般而言位于元素周期表的第二行,如N、O、F等。
????????然而應當注意的是,首先,并非只有N、O、F能形成氫鍵,第三周期甚至第四周期的原子都有可能形成氫鍵,只是相對而言強度有所不同。其次,氫鍵兼具共價鍵與分子間作用力的性質。一方面,氫鍵比共價鍵弱得多;另一方面,氫鍵具有飽和性與方向性。
二、氫鍵的一般概念
????????氫鍵形成需要與電負性較大、半徑較小原子直接相連的H,以及另一個電負性較大、半徑較小原子。一般用X—H···Y表示,注意那個···才是氫鍵。
????????氫鍵能夠存在于分子內或分子間,其強度:共價鍵>氫鍵>范德華力。
????????氫鍵的飽和性:由于氫原子半徑小,一個氫原子只能形成一個氫鍵;
????????氫鍵的方向性:由于氫原子兩側電負性大的原子負電排斥,使兩個原子在氫原子兩側呈直線排列。除非有其它外力影響,才可能改變方向。

三、氫鍵對物質性質的影響
1.?熔點、沸點
1)?熔、沸點高
????????當物質形成分子間氫鍵時,其熔化或氣化除了要克服分子間作用力之外,還必須提高溫度來破壞分子間氫鍵。因此這些物質的熔、沸點比同系列氫化物的熔、沸點高。如H2O、NH3、HF等。
2)?熔、沸點低
????????當物質形成分子內氫鍵時,氫鍵的形成抵消了部分分子間作用力,因此熔、沸點通常降低。如鄰硝基苯酚的熔點(45℃)低于間硝基苯酚(96℃)和對硝基苯酚(114℃)。
2.?溶解度
????????極性溶劑中,若溶質分子與溶劑分子之間形成氫鍵,則溶質的溶解度增大。如HF和NH3在水中的溶解度較大。
3.?粘度
????????分子間有氫鍵的液體,通常粘度較大。如甘油、磷酸、濃硫酸等多羥基化合物,由于分子間存在大量氫鍵,這些物質通常為粘稠狀液體。


