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化学中什么是氢键

化学中什么是氢键

氢键的形成

同种分子之间

现以HF为例说明氢键的形成。在HF分子中,由于F的电负性(4.0)很大,共用电子对强烈偏向F原子一边,而H原子核外只有一个电子,其电子云向F原子偏移的结果,使得它几乎要呈质子状态。这个半径很小、无内层电子的带部分正电荷的氢原子,使附近另一个HF分子中含有孤电子对并带部分负电荷的F原子有可能充分靠近它,从而产生静电吸引作用。这个静电吸引作用力就是所谓氢键。例如

HF与HF之间:

不同种分子之间

不仅同种分子之间可以存在氢键,某些不同种分子之间也可能形成氢键。例如

NH3与H2O之间:

氢键形成的条件

与电负性很大的原子A

形成强极性键的氢原子

较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子B

(F、O、N)

氢键的本质:

强极性键(A-H)上的氢核,

与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力。}

表示氢键结合的通式

氢键结合的情况如果写成通式,可用X-H…Y①表示。式中X和Y代表F,O,N等电负性大而原子半径较小的非金属原子。

X和Y可以是两种相同的元素,也可以是两种不同的元素。

对氢键的理解

氢键存在虽然很普遍,对它的研究也在逐步深入,但是人们对氢键的定义至今仍有两种不同的理解。

第一种把X-H…Y整个结构叫氢键,因此氢键的键长就是指X与Y之间的距离,例如F-H…F的键长为255pm。

第二种把H…Y叫做氢键,这样H…F之间的距离163pm才算是氢键的键长。这种差别,我们在选用氢键键长数据时要加以注意。

不过,对氢键键能的理解上是一致的,都是指把X-H…Y-H分解成为HX和HY所需的能量。

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