【普生】003 氢键

一、氢键的本质

        国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC)认为，氢键是指，一种产生于一个电负性大的原子与氢原子之间的相互作用，这一氢原子需要某一连接至另一电负性较大的原子上。氢键被认为是静电相互作用，前述的两种电负性大的原子一般而言位于元素周期表的第二行，如N、O、F等。

        然而应当注意的是，首先，并非只有N、O、F能形成氢键，第三周期甚至第四周期的原子都有可能形成氢键，只是相对而言强度有所不同。其次，氢键兼具共价键与分子间作用力的性质。一方面，氢键比共价键弱得多；另一方面，氢键具有饱和性与方向性。

二、氢键的一般概念

        氢键形成需要与电负性较大、半径较小原子直接相连的H，以及另一个电负性较大、半径较小原子。一般用X—H···Y表示，注意那个···才是氢键。

        氢键能够存在于分子内或分子间，其强度：共价键＞氢键＞范德华力。

        氢键的饱和性：由于氢原子半径小，一个氢原子只能形成一个氢键；

        氢键的方向性：由于氢原子两侧电负性大的原子负电排斥，使两个原子在氢原子两侧呈直线排列。除非有其它外力影响，才可能改变方向。

三、氢键对物质性质的影响

1. 熔点、沸点

1) 熔、沸点高

        当物质形成分子间氢键时，其熔化或气化除了要克服分子间作用力之外，还必须提高温度来破坏分子间氢键。因此这些物质的熔、沸点比同系列氢化物的熔、沸点高。如H2O、NH3、HF等。

2) 熔、沸点低

        当物质形成分子内氢键时，氢键的形成抵消了部分分子间作用力，因此熔、沸点通常降低。如邻硝基苯酚的熔点（45℃）低于间硝基苯酚（96℃）和对硝基苯酚（114℃）。

2. 溶解度

        极性溶剂中，若溶质分子与溶剂分子之间形成氢键，则溶质的溶解度增大。如HF和NH3在水中的溶解度较大。

3. 粘度

        分子间有氢键的液体，通常粘度较大。如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物，由于分子间存在大量氢键，这些物质通常为粘稠状液体。