分子間氫鍵
分子間氫鍵是分子間有氫鍵的液體,粘度一般較高。
氫鍵含義 編輯本段
例如甘油、磷酸、多羥基化合物如濃硫酸通常是粘性液體,因?yàn)榉肿娱g形成了大量氫鍵。分子內(nèi)氫鍵,熔化、沸點(diǎn)常降低。比如分子內(nèi)有氫鍵的鄰硝基苯酚的熔點(diǎn)(45℃)與分子間氫鍵的元熔點(diǎn)相比(96℃)和對(duì)位熔點(diǎn)(114℃)都低。
氫鍵分類 編輯本段
分子間氫鍵
現(xiàn)在以HF為例說(shuō)明氫鍵的形成。在HF分子中,由于f的電負(fù)性(4.非常大,共享電子對(duì)強(qiáng)烈地向F原子一側(cè)傾斜,而H核外只有一個(gè)電子由于它的電子云轉(zhuǎn)移到F原子,它幾乎處于質(zhì)子狀態(tài)。這個(gè)半徑很小、帶有部分正電荷而沒(méi)有內(nèi)電子的氫原子,使得附近另一個(gè)HF分子中帶有孤電子對(duì)和部分負(fù)電荷的F原子有可能充分靠近它,從而產(chǎn)生靜電引力。這種靜電吸引叫做氫鍵。氫鍵只能存在于同種分子之間,不同種類的分子之間也可能形成氫鍵。
分子內(nèi)氫鍵
在一些分子中,比如HNO,、鄰硝基苯酚分子可以形成分子內(nèi)氫鍵。分子內(nèi)氫鍵受環(huán)狀結(jié)構(gòu)限制,x-H…y經(jīng)??梢?不在一條直線上。
形成條件 編輯本段
1與高電負(fù)性原子A 2形成強(qiáng)極性鍵的氫原子具有較小的半徑、較大電負(fù)性、含孤電子對(duì)、部分帶負(fù)電的原子b(F、O、N)氫鍵的本質(zhì):強(qiáng)極性鍵(A-H)氫原子上的原子核,電負(fù)性很大、具有孤電子對(duì)和部分負(fù)電荷的原子B之間的靜電引力。3氫鍵的通式
如果氫鍵的情況寫成通式,可以用X-H…Y①表示。其中X和Y代表電負(fù)性大原子半徑小的非金屬原子,如FOn。x和y可以是兩個(gè)相同的元素或兩個(gè)不同的元素。⑷對(duì)氫鍵的理解盡管氫鍵非常普遍,對(duì)它的研究也在逐漸深入,但人們對(duì)氫鍵的定義仍然有兩種不同的理解。第一種把X-H…Y的整個(gè)結(jié)構(gòu)叫氫鍵,所以氫鍵的鍵長(zhǎng)是指X和Y之間的距離,比如f-H…f的鍵長(zhǎng)是255pm。第二種把H…y叫做氫鍵,所以h…f之間的距離是163pm,這是氫鍵的鍵長(zhǎng)。在選擇氫鍵長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)時(shí),我們應(yīng)該注意這種差異。但是對(duì)氫鍵能的理解是一樣的,就是把x-H…Y-H分解成HX和HY所需的能量。
氫鍵強(qiáng)度 編輯本段
氫鍵——鍵強(qiáng)度的牢固程度也可以用鍵能來(lái)表示。粗略地說(shuō),氫鍵能是指單位物質(zhì)中H的量…Y鍵所需的能量。氫鍵的鍵能一般是42kJ·摩爾以下,鍵能遠(yuǎn)小于共價(jià)鍵,但更接近分子間力。比如水分子中共價(jià)鍵和氫鍵的鍵能不同。
而且氫鍵的形成和破壞所需的活化能也較小,其形成的空間條件也容易出現(xiàn),所以在物質(zhì)不斷運(yùn)動(dòng)的情況下,氫鍵可以不斷地形成和斷裂。
性質(zhì)影響 編輯本段
氫鍵通常在物質(zhì)處于液態(tài)時(shí)形成,但有時(shí)形成后也能繼續(xù)存在于一些結(jié)晶甚至氣態(tài)物質(zhì)中。例如在氣態(tài)、氫鍵存在于液態(tài)和固態(tài)HF中。有很多物質(zhì)可以形成氫鍵,比如水、水合物、氨合物、無(wú)機(jī)酸和一些有機(jī)化合物。氫鍵的存在影響物質(zhì)的某些性質(zhì)。
1)熔點(diǎn)、當(dāng)沸騰分子間有氫鍵的物質(zhì)熔化或氣化時(shí),除了克服純分子間力外,還需要提高溫度,供給額外的能量來(lái)破壞分子間的氫鍵,所以這些物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比系列氫化物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高。分子內(nèi)氫鍵,熔化、沸點(diǎn)常降低。比如分子內(nèi)有氫鍵的鄰硝基苯酚的熔點(diǎn)(45℃)與分子間氫鍵的元熔點(diǎn)相比(96℃)和對(duì)位熔點(diǎn)(114℃)都低。
2)在極性溶劑中的溶解度,如果溶質(zhì)分子和溶劑分子之間能形成氫鍵,溶質(zhì)的溶解度就會(huì)增加。HF和NH3在水中的溶解度比較大,就是這個(gè)原因。
3)分子間有氫鍵的液體粘度一般較高。例如甘油、磷酸、多羥基化合物如濃硫酸通常是粘性液體,因?yàn)榉肿娱g形成了大量氫鍵。
4)如果密度液體的分子之間形成氫鍵,就可能發(fā)生締合作用,如液態(tài)HF正常情況下,除了正常簡(jiǎn)單的HF分子外,還有氫鍵連接的復(fù)雜分子(HF)n。nHF(HF)n
其中n可以是234…這種將幾個(gè)簡(jiǎn)單分子結(jié)合成復(fù)雜分子而不改變?cè)镔|(zhì)化學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)象稱為分子締合。分子締合的結(jié)果會(huì)影響液體的密度。
HO分子之間也有關(guān)聯(lián)。
在室溫下的液態(tài)水中,不僅有簡(jiǎn)單的HO分子,還有(H2O)2,(H2O)3,…,(H2O)n等結(jié)合分子的存在性。降低溫度有利于水分子的結(jié)合。當(dāng)溫度降到0℃時(shí),所有的水分子形成一個(gè)巨大的聯(lián)合體——冰。
附件列表
詞條內(nèi)容僅供參考,如果您需要解決具體問(wèn)題
(尤其在法律、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域),建議您咨詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士。
如果您認(rèn)為本詞條還有待完善,請(qǐng) 編輯
上一篇 飽和水蒸氣壓力 下一篇 安卓應(yīng)用市場(chǎng)