氢键的形成(氢键的形成对化合物熔点沸点的影响)

本篇文章给大家谈谈氢键的形成,以及氢键的形成对化合物熔点沸点的影响对应的知识点,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、氢键是怎样形成的? 2、...

本篇文章给大家谈谈氢键的形成,以及氢键的形成对化合物熔点沸点的影响对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

本文目录一览:

氢键是怎样形成的?

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(O

F

N等)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用,称为氢键。

分类:

1、同种分子之间

现以HF为例说明氢键的形成。在HF分子中,由于F的

电负性(4.0)很大,

共用电子对强烈偏向F

原子一边,而H原子核外只有一个电子,其

电子云向F原子偏移的结果,使得它几乎要呈

质子状态。这个半径很小、无内层电子的带部分正电荷的

氢原子,使附近另一个HF分子中含有负电子对并带

氢键部分负电荷的F原子有可能充分靠近它,从而产生

静电吸引作用。这个静电吸引作用力就是所谓氢键。即F-H...F。

2、不同种分子之间

不仅同种分子之间可以存在氢键,某些不同种分子之间也可能形成氢键。例如

NH3与H2O之间。所以这就导致了

氨气在水中的惊人溶解度:1体积水中可溶解700体积氨气。

3、分子内氢键

某些分子内,例如HNO

3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键,还有一个苯环上连有两个

羟基,一个羟基中的氢与另一个羟基中的氧形成氢键。分子内氢键由于受环状结构的限制,X-H…Y往往不能在同一直线上。分子内氢键使物质熔沸点降低。分子内氢键必须具备形成氢键的

必要条件,还要具有特定的条件,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。

4、双氢键与Π氢键

不同分子之间还可能形成双氢键效应,写为B-H…

H-A。比如H3N—

BH3,而双氢键很容易脱去H2,所以双氢键也被看成氢化物脱氢的中间体。另外在

大分子中往往还存在π—氢键,

大π键或离域π

键体系具有较大的电子云可以作为质子的受体,而形成π—氢键,也称芳香氢键,在稳定多肽和蛋白质中也起着重要作用。

特性:

氢键通常是物质在液态时形成的,但形成后有时也能继续存在于某些

晶态甚至气态物质之中。例如在

气态、液态和固态的HF中都有氢键存在。能够形成氢键的物质是很多的,如水、

水合物、

氨合物、无机酸和某些

有机化合物。氢键的存在,影响到物质的某些性质。

1、熔沸点

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。

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。

nHF(HF)n

。其中n可以是2,3,4…这种由若干个简单分子联成复杂分子而又不会改变原物质

化学性质的现象,称为

分子缔合。分子缔合的结果会影响液体的密度。

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。

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