氫鍵

2021-02-25 高中化學

 氫原子與電負性大、半徑小的原子X(氟、氧、氮等)以共價鍵結合,若與電負性大的原子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形式的一種特殊的分子間相互作用,稱為氫鍵。(X與Y可以是同一種類原子,如水分子之間的氫鍵)

熔沸點

分子間有氫鍵的物質熔化或氣化時,除了要克服純粹的分子間力外,還必須提高溫度,額外地供應一份能量來破壞分子間的氫鍵,所以這些物質的熔點、沸點比同系列氫化物的熔點、沸點高。

分子內生成氫鍵,熔、沸點常降低。因為物質的熔沸點與分子間作用力有關,如果分子內形成氫鍵,那麼相應的分子間的作用力就會減少, 分子內氫鍵會使物質熔沸點降低.例如有分子內氫鍵的鄰硝基苯酚熔點(45℃)比有分子間氫鍵的間位熔點(96℃)和對位熔點(114℃)都低。

溶解度

在極性溶劑中,如果溶質分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵,則溶質的溶解度增大。HF和NH3在水中的溶解度比較大,就是這個緣故。

粘度

分子間有氫鍵的液體,一般粘度較大。例如甘油、磷酸、濃硫酸等多羥基化合物,由於分子間可形成眾多的氫鍵,這些物質通常為粘稠狀液體。

密度

液體分子間若形成氫鍵,有可能發生締合現象,例如液態HF,在通常條件下,除了正常簡HF分子外,還有通過氫鍵聯繫在一起的複雜分子(HF)n。 nHF(HF)n 。其中n可以是2,3,4…這種由若干個簡單分子聯成複雜分子而又不會改變原物質化學性質的現象,稱為分子締合。分子締合的結果會影響液體的密度。

相關焦點

  • 認識氫鍵
    Cl的電負性和N相同,但半徑比N大,只能形成極弱氫鍵 O-H…Cl,  O-H…S氫鍵更弱。另外C因電負性甚小,一般不形成氫鍵。所以氫鍵的強弱與X、Y的電負性和半徑大小有密切關係。     (2)傳統上認為氫鍵具有方向性和飽和性,但是,普通氫鍵一般以靜電力為主,而靜電作用沒有方向性和飽和性,因此氫鍵並不具有共價鍵那樣的方向性和飽和性。常見的氫鍵鍵角接近180。
  • 氫鍵知識點匯總
    氫鍵是一種靜電作用,是除範德華力外的另一種分子間作用力;氫鍵的大小介於化學鍵與範德華力間,不屬於化學鍵,但有鍵長、鍵能,氫鍵具有飽和性、方向性。分子內氫鍵的形成使物質的熔沸點降低:如鄰、間、對硝基苯酚的熔點分別為45℃、96℃、114℃,這是由於間位、對位硝基苯酚中存在分子間氫鍵,熔化時必須破壞其中的一部分氫鍵,熔點較高;而鄰硝基苯酚中形成分子內氫鍵,不形成分子間氫鍵,故熔點較低。如果溶質分子與溶劑分子之間形成氫鍵,則溶質的溶解度會驟增。
  • 第三節 氫鍵
    氫鍵常在同類分子或不同類分子之間形成,叫做分子間氫鍵,如氟化氫、氨水:   二、氫鍵的鍵長和鍵能   氫鍵的鍵長是指X-H…Y中X與Y原子的核間距離。在HF締合而成的(HF)n締合分子中,氫鍵的鍵長為255pm,而共價鍵(F-H間)鍵長為92pm。由此可得出,H…F間的距離為163pm(255-92)。可見氫原子與另一個HF分子中的F原子相距是較遠的。   氫鍵的鍵能是指被破壞H…Y鍵所需要的能量。氫鍵的鍵能約為15-30kJ·mol-1,比一般化學鍵的鍵能小得多,和範德華力的數量級相同。氫鍵的強弱與X和Y的電負性大小有關。
  • 【氫鍵·數目】運用均攤法計算化合物分子間氫鍵的數目
    前面我們已經講述過氫鍵的存在及其對物質性質的影響。那麼含有氫鍵的化合物中氫鍵的數目怎麼分析呢?我們知道,氫鍵像共價鍵一樣也是存在方向性和飽和性的。什麼是方向性和飽和性呢?也就是說,形成共價鍵和氫鍵的時候,既有空間上的一定取向,也有一定的數目限制要求。如何計算氫鍵數目呢?均攤法常用在晶體有關分析及計算中:如果一個微粒被n個晶胞共享,那麼它屬於每一個晶胞的只有1/n,這種方法稱為均攤法。根據冰的結構,每個水分子與周圍的4個水分子形成氫鍵。
  • 氫鍵及其應用匯總!
    學習有機化學的過程中經常會遇到氫鍵,很多同學看到氫鍵兩個字一頭霧水,那麼到底什麼是氫鍵?氫鍵又能來解釋什麼?
  • 《JACS》:多重氫鍵的定量分析
    氫鍵是生物大分子結構及其相互作用的主要幾何決定因素,藉助原位紅外等分析手段可以對氫鍵進行定性分析,目前已有大量相關文獻對氫鍵能量學進行了詳細的研究,其研究焦點主要集中在由單個供體和單個受體組成的H-bonds上,然而多重氫鍵在生物大分子結構中非常常見,如膜蛋白,目前對於多重氫鍵的定量分析缺乏系統研究。
  • 科學家首次「看到」了氫鍵的相互作用
    氫鍵通常被視為一些中性電荷分子稍帶負電的一端和稍帶正電的一端之間的相互吸引力。由於氫原子獨特的極性性質,氫鍵能夠發生在已經以共價鍵相連接的氫原子和另一個原子之間。通常,氫原子兩邊連接的原子電負性都較強。
  • :氫鍵,百歲快樂
    其實這都是氫鍵神奇的魔力 [1]。據說,今年是氫鍵被提出的一百周年 [2]。之所以用「據說」,是因為有關氫鍵概念的提出時間一直存在爭議。不過,可以肯定的是,關於氫鍵的研究至少已經歷了一個世紀的歷程。圖片來源於網絡如今,高中課本中這樣描述氫鍵,「分子之間存在著一種比分子間作用力稍強的相互作用,這種相互作用叫做氫鍵」。2011年,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)將氫鍵定義更新,「氫鍵就是鍵合於一個分子或分子碎片X–H上的氫原子與另外一個原子或原子團之間形成的吸引力。有分子間氫鍵和分子內氫鍵之分,其X的電負性比氫原子強。
  • 中國科學家在國際上首次「看到」氫鍵
    中科院國家納米科學中心22日宣布,該中心科研人員在國際上首次「拍」到氫鍵的「照片」,實現了氫鍵的實空間成像,為「氫鍵的本質」這一化學界爭論了80多年的問題提供了直觀證據。這為科學家理解氫鍵的本質,進而改變化學反應和分子聚集體的結構奠定了基礎,也為科學家在分子、原子尺度上的研究提供了更精確的方法。
  • 氫鍵在高中化學中的應用詳解
    氫鍵的強弱與X和Y的吸引電子能力強弱有關,吸引電子能力越強氫鍵越強;氫鍵的強弱還和Y的半徑大小有關,半徑越小就越能接近X—H,所成氫鍵也就越強。因此F—H…F是最強的氫鍵,O—H…O次之,O—H…N又次之,N—H…N更次之。
  • 分子間作用力和氫鍵
    2.實質:氫鍵不是化學鍵,屬於分子間作用力的範疇.但比普通分子間作用力要強得多.3.存在:水.冰.氨.無機酸.醇等物質能形成氫鍵.4.分類:分子內氫鍵和分子間氫鍵5.影響:分子間氫鍵的形成除使物質的熔沸點升高外,對物質的溶解度.硬度等也都有影響.6.表示法:用"X—H…Y"表示,且三原子要在一條直線上.X、Y與H構成分子。
  • 【經濟日報】看,這就是氫鍵!
    這些有趣問題的答案,都離不開對氫鍵的認識。科學家們1936年就通過理論分析提出了「氫鍵」的概念,但一直不能眼見為實。  直到去年年底,神秘氫鍵的倩影終於被我國科學家用照片記錄下來。國家納米科學中心研究員裘曉輝、副研究員程志海領導的納米表徵與測量研究團隊,拍下了世界上第一張氫鍵照片。
  • 氫鍵的基本概念和表徵方法
    正是由於氫鍵的存在影響著很多物質的性質,其在化學、物理、生物等領域都非常重要,一直是化學家們感興趣的熱門領域之一。氫鍵可通過各種實驗方法來表徵,如紅外光譜測定法、拉曼光譜測定法、氣相微波旋轉光譜學、中子非彈性散射、核磁共振、氘核四級耦合、氘核衍射、X光衍射等等。因此,在本文中,筆者對氫鍵的常用測試表徵手段進行了匯總,並引用了相關具體實例。
  • 我國科學家在國際上首次「看到」氫鍵
    本報北京11月22日電(記者齊芳)中科院國家納米科學中心22日宣布,該中心科研人員在國際上首次「拍」到氫鍵的「照片」,實現了氫鍵的實空間成像,為「氫鍵的本質」這一化學界爭論了80多年的問題提供了直觀證據。這不僅將人類對微觀世界的認識向前推進了一大步,也為在分子、原子尺度上的研究提供了更精確的方法。
  • 分子晶體與氫鍵
    這個地方要注意的是,X-H,是因為X的電負性非常大,才是H帶上電正性,接近於裸露的質子, 這個Y 是因為電負性大,半徑小,並且有孤對電子,才能使這個孤對電子與H靠近,形成氫鍵。也請認真思考一下,鄰硝基苯酚的分子內氫鍵是如何的? 對硝基苯酚分子間能否形成氫鍵?
  • 科學家首次直接探測到了氫鍵
    科學家首次成功使用原子力顯微鏡對單分子中氫鍵的強度進行研究。瑞士巴塞爾大學納米科學所在《ScienceAdvances》上報導了他們的這一成果。圖丨螺槳烷(圖片下部分子)和原子力顯微鏡的一氧化碳針尖。分子之間或高分子的各部分之間,就是通過氫原子進行連接的,這種相互作用被稱之為氫鍵。蛋白質和核酸的很多特定的性質就是由氫鍵決定的,另外,氫鍵還保證了水具有較高的沸點。因此氫鍵在自然界中佔有非常重要的地位。但是,一直到最近,人們還不能對氫原子或單分子中的氫鍵進行譜分析或電子顯微分析,而且採用原子力顯微鏡也並沒有獲得明確的結果。近日,瑞士納米科學研究所傳來喜訊。
  • 氫鍵、疏水作用和範德瓦耳斯力
    蛋白質的一級結構是由一系列肽鍵共價連接形成的,而維持蛋白質空間結構的穩定除共價鍵外,還需要一些非共價鍵,包括氫鍵(hydrogenbond )、疏水作用(hydrophobicinteraction )和範德瓦耳斯力(vander
  • 教科書即將再被改寫,詭異的氫鍵出現新形態
    原子結合成分子的各種作用中,氫鍵是一種特別的存在。DNA的雙螺旋結構便是由氫鍵構成,還有諸多神奇的現象可以用氫鍵解釋。但是,這種特別的存在自其被提出開始,就有個特別的問題,它到底屬於分子間作用力還是共價鍵?儘管很長時間裡教科書都把它定義為分子間作用力,但它也具有不可忽視的共價鍵特性。科學家還發現氫鍵在這兩者之間轉變,那界限到底在哪?
  • 【論文故事】作用力也看得到,來給氫鍵拍張照!
    在自然界,氫鍵這種分子間的相互作用是隨處可見的,連DNA雙鏈中的鹼基配對,也是在氫鍵作用下實現的。然而,氫鍵本質一直備受爭論:這種作用力長期以來都被認為是靜電相互作用,但近年來的研究結果又提示,氫鍵可能具有與共價鍵類似特性。要了解氫鍵的真實面目,對氫鍵相關指標的精確測量成為關鍵。此前,對氫鍵特性的研究主要藉助於X射線衍射、拉曼光譜、中子衍射等技術進行間接分析。
  • 封鎖氫鍵質子也能實現遷移
    據美國物理學家組織網3月19日(北京時間)報導,美國南加州大學和能源部勞倫斯伯克利國家實驗室的先進光源(ALS)最近發現,在氫鍵被封鎖的情況下,質子也能通過一種完全不同的途徑實現遷移