本篇文章给大家谈谈氢键的形成,以及氢键的形成需要能量吗对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览:
- 1、什么是氢键?如何形成的?
- 2、氢键是怎么形成的
- 3、氢键的形成条件是什么?
- 4、氢键如何形成的?
什么是氢键?如何形成的?
当氢原子与电负性很大而半径很小的原子(如F,O,N)形成共价型氢化物时,由于原子间共有电子对的强烈偏移,氢原子几乎呈质子状态。这个氢原子还可以和另一个电负性大且含有孤对电子的原子产生静电吸引作用,这种引力称为氢键(Hydrogen Bond)。
氢键的组成可用X-H…Y通式表示,式中X,Y代表F,O,N等电负性大而半径小的原子,X和Y可以是同种元素也可以是不同种元素。H…Y间的键为氢键,H…Y间的长度为氢键的键长,拆开1mol H…Y键所需的最低能量为氢键的键能。图1分别表示HF分子之间以及邻硝基苯酚分子内部形成的氢键。前者称分子间氢键,后者称分子内氢键。
氢键不同于分子间力,它有饱和性和方向性。氢键具有饱和性是由于氢的原子半径比X或Y的原子半径小得多,当X-H分子中的H与Y形成氢键后(X-H…Y),H已被电子云所包围,这时若有另一个Y靠近则必被排斥,所以每一个X-H只能和一个Y相吸引而形成氢键。氢键具有方向性是由于Y吸引X-H形成氢键时,将沿X-H键轴的方向,即X-H…Y在一条直线上。这样的方位使X和Y电子云之间的斥力最小,形成的氢键较稳定。
氢键是怎么形成的
氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成氢键。
X与Y可以是同一种类分子,如水分子之间的氢键;也可以是不同种类分子,如一水合氨分子(NH3·H2O)之间的氢键。
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一、形成条件
1、存在与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子 。
2、存在较小半径、较大电负性、含孤对电子、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)。
二、理化特性
1、熔沸点
(1)分子间有氢键的物质熔化或气化时,除了要克服纯粹的分子间力外,还必须提高温度,额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的熔点、沸点高。
(2)分子内生成氢键,熔、沸点常降低。因为物质的熔沸点与分子间作用力有关,如果分子内形成氢键,那么相应的分子间的作用力就会减少, 分子内氢键会使物质熔沸点降低.例如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点(45℃)比有分子间氢键的间位熔点(96℃)和对位熔点(114℃)都低。
2、溶解度
在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。HF和NH3在水中的溶解度比较大,就是这个缘故。
3、粘度
分子间有氢键的液体,一般粘度较大。例如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物,由于分子间可形成众多的氢键,这些物质通常为粘稠状液体。
4、密度
液体分子间若形成氢键,有可能发生缔合现象,例如液态HF,在通常条件下,除了正常简HF分子外,还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n。分子缔合的结果会影响液体的密度。
参考资料来源:百度百科-氢键
氢键的形成条件是什么?
分子内氢键形成条件:分子内氢键受环结构、X-H…Y往往不能在同一直线上。分子内氢键降低了物质的熔点。分子内氢键必须具备形成氢键的必要条件,也必须具备特定条件,如:形成平面环,环的大小以五或六原子环最稳定,形成的环中没有任何的扭曲。
分子间氢键形成条件:
(1)与电负性很大的原子A形成强极性键的氢原子。
(2)B(F、O、N)部分负电荷半径小、电负性大、单电子对的氢键性质:强极性键(A-H)上的氢核与大电负性、单电子对和粒子的B原子之间的静电引力。
氢键如何形成的?
氢键是关于分子间的微弱作用力的,在质子部分远离电子时容易形成。
氢原子的半径较小,一旦带部分正电荷,电荷密度很大,这就增加了其与富电子基团的相互作用。氢键的形成,应该理解为质子的给体、受体之间的相互作用,不应局限在某元素上,实际上,氢键的种类还是十分丰富的:
1、常规氢键
H原子与电负性较高的原子结合时形成的氢键,如F、O、N,Cl和C在一定条件下也可以参与形成氢键。2003年的北京赛区预赛题中有三氯甲烷与苯的派电子形成氢键,可以把CCl3看作高电负性基团,而苯的派电子为很好的质子受体。
2、X-H-派氢键
又叫做芳香氢键,是派电子体系作为质子受体,上面已经顺便说过。这种氢键在生命体重稳定多肽和蛋白质的结构有很重要的作用。
3、X-H-M氢键
具有充满电子的d轨道的过渡金属,如Pt等,能作为质子的受体,和X-H基团形成3c-4e氢键体系。如{(PtCl4)·cis-[PtCl2(NH2Me)2]}2-
中的N-H-Pt氢键指向平面四方形[PtCl4]的中心。
4、X-H-H-Y
当H的电负性介于X和Y之间时,就有可能产生这种氢键,如H3N-BH3。在这里,质子的受体实际上是H-。二氢键体系容易失去H2,可以看作是脱氢过程的中间体。
5、抓氢键
过渡金属与H-H分子形成的3c-4e桥键,结构类似于硼中的3c-4e键,这里就不画了。
其实氢键的种类远比我列举的丰富,在实际研究中,是否存在氢键是由实验测得的,而并不是理论分析。一般来讲,当由H相隔的两个原子间距离小于它们的范德华半径时,就可以认为而这中存在氢键,二原子间总是或多或少存在一些相互作用。故氢键的存在还是很普遍的。