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氫鍵(鍵長,鍵能,飽和性,方向性)
作者:佚名  文章來源:醫(yī)學(xué)全在線  點擊數(shù)  更新時間:2007/9/2 6:13:41  文章錄入:凌林  責(zé)任編輯:凌云

( 關(guān)鍵詞:分子結(jié)構(gòu),化學(xué)鍵,氫鍵,氫鍵的鍵長,氫鍵的鍵能,氫鍵的飽和性,氫鍵的方向性, )

一、氫鍵的本質(zhì)

  氫原子與電負(fù)性很大、半徑很小的原子X(F,O,N)以共價鍵形成強(qiáng)極性鍵H-X,這個氫原子還可以吸引另一個鍵上具有孤對電子、電負(fù)性大、半徑小的原子Y,形成具有X-H…Y形式的物質(zhì)。這時氫原子與y 原子之間的定向吸引力叫做氫鍵(以H…Y表示)。

  氫鍵的本質(zhì)一般認(rèn)為主要是靜電作用。在X-H…Y中,X-H是強(qiáng)極性共價鍵,由于X的電負(fù)性很大,吸引電子能力強(qiáng),使氫原子變成一個幾乎沒有電子云的“裸露”的質(zhì)子而帶部分正電荷。它的半徑特別小,電場強(qiáng)度很大,又無內(nèi)層電子,可以允許另一個帶有部分負(fù)電荷的Y原子(即電負(fù)性大,半徑小且有孤對電子的原子)充分接近它,從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的靜電相互作用而形成氫鍵。

  一般分子形成氫鍵必須具備兩個基本條件:

  1.分子中必須有一個與電負(fù)性很強(qiáng)的元素形成強(qiáng)極性鍵的氫原子。

  2.分子中必須有帶孤對電子,電負(fù)性大,原子半徑小的元素。

  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)?梢姎湓优c另一個HF分子中的F原子相距是較遠(yuǎn)的。醫(yī)學(xué)全在線www.med126.com

  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(xué)鍵的鍵能小得多,和范德華力的數(shù)量級相同。氫鍵的強(qiáng)弱與X和Y的電負(fù)性大小有關(guān)。電負(fù)性越大,氫鍵的強(qiáng)弱還和Y的半徑大小有關(guān),y 的半徑越小,越能接近H-X鍵,形成的氫鍵也越強(qiáng)。例如F的電負(fù)性最大,半徑又小,所以F-H…F是最強(qiáng)的氫鍵,O-H…O次之,O-H…N又次之,N-H…N更次之。

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