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  • 1 # 滴逃逃

    氫鍵 (Hydrogen Bonding)

    定義:與電負性大的原子X(氟、氯、氧、氮等)共價結合的氫,如與負電性大的原子Y(與X相同的也可以)接近,在X與Y之間以氫為媒介,生成X-H…Y形的鍵。這種鍵稱為氫鍵。

    所以氫鍵中肯定含有氫。

    氫鍵的形成

    1、同種分子之間

    現以HF為例說明氫鍵的形成。在HF分子中,由於F的電負性(4.0)很大,共用電子對強烈偏向F原子一邊,而H原子核外只有一個電子,其電子雲向F原子偏移的結果,使得它幾乎要呈質子狀態。這個半徑很小、無內層電子的帶部分正電荷的氫原子,使附近另一個HF分子中含有孤電子對並帶部分負電荷的F原子有可能充分靠近它,從而產生靜電吸引作用。這個靜電吸引作用力就是所謂氫鍵。即F-H...F。

    2、不同種分子之間

    不僅同種分子之間可以存在氫鍵,某些不同種分子之間也可能形成氫鍵。例如 NH3與H2O之間。所以這就導致了氨氣在水中的驚人溶解度:1體積水中可溶解700體積氨氣。

    3、氫鍵形成的條件

    ⑴ 與電負性很大的原子A 形成強極性鍵的氫原子 。

    ⑵ 較小半徑、較大電負性、含孤對電子、帶有部分負電荷的原子B (F、O、N)

    氫鍵的本質: 強極性鍵(A-H)上的氫核, 與電負性很大的、含孤電子對並帶有部分負電荷的原子B之間的靜電引力。

    ⑶ 表示氫鍵結合的通式

    氫鍵結合的情況如果寫成通式,可用X-H…Y①表示。式中X和Y代表F,O,N等電負性大而原子半徑較小的非金屬原子。

    X和Y可以是兩種相同的元素,也可以是兩種不同的元素。

    ⑷ 對氫鍵的理解

    氫鍵存在雖然很普遍,對它的研究也在逐步深入,但是人們對氫鍵的定義至今仍有兩種不同的理解。

    第一種把X-H…Y整個結構叫氫鍵,因此氫鍵的鍵長就是指X與Y之間的距離,例如F-H…F的鍵長為255pm。

    第二種把H…Y叫做氫鍵,這樣H…F之間的距離163pm才算是氫鍵的鍵長。這種差別,我們在選用氫鍵鍵長資料時要加以注意。

    不過,對氫鍵鍵能的理解上是一致的,都是指把X-H…Y-H分解成為HX和HY所需的能量。

    (5)氫鍵的飽和性和方向性

    氫鍵不同於範德華引力,它具有飽和性和方向性。由於氫原子特別小而原子A和B比較大,所以A—H中的氫原子只能和一個B原子結合形成氫鍵。同時由於負離子之間的相互排斥,另一個電負性大的原子B′就難於再接近氫原子。這就是氫鍵的飽和性。

    氫鍵具有方向性則是由於電偶極矩A—H與原子B的相互作用,只有當A—H---B在同一條直線上時最強,同時原子B一般含有未共用電子對,在可能範圍內氫鍵的方向和未共用電子對的對稱軸一致,這樣可使原子B中負電荷分佈最多的部分最接近氫原子,這樣形成的氫鍵最穩定。

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