本篇文章给大家谈谈氢键的形成,以及氢键的形成条件对应的知识点,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、氢键的形成要哪些条件
- 2、什么是氢键?如何形成的?
- 3、氢键是怎样形成的?
- 4、氢键是怎么形成的呢?
- 5、氢键的形成条件是什么?
- 6、氢键如何形成的?
氢键的形成要哪些条件
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分子中含有孤电子对并带部分负电荷的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.
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.
3、氢键形成的条件
⑴ 与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子 .
⑵ 较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)
氢键的本质:强极性键(A-H)上的氢核,与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力.
⑶ 表示氢键结合的通式
氢键结合的情况如果写成通式,可用X-H…Y①表示.式中X和Y代表F,O,N等电负性大而原子半径较小的非金属原子.
X和Y可以是两种相同的元素,也可以是两种不同的元素.
⑷ 对氢键的理解
氢键存在虽然很普遍,对它的研究也在逐步深入,但是人们对氢键的定义至今仍有两种不同的理解.
第一种把X-H…Y整个结构叫氢键,因此氢键的键长就是指X与Y之间的距离,例如F-H…F的键长为255pm.
第二种把H…Y叫做氢键,这样H…F之间的距离163pm才算是氢键的键长.这种差别,我们在选用氢键键长数据时要加以注意.
不过,对氢键键能的理解上是一致的,都是指把X-H…Y-H分解成为HX和HY所需的能量.
(5)氢键的饱和性和方向性
氢键不同于范德华引力,它具有饱和性和方向性.由于氢原子特别小而原子A和B比较大,所以A—H中的氢原子只能和一个B原子结合形成氢键.同时由于负离子之间的相互排斥,另一个电负性大的原子B′就难于再接近氢原子.这就是氢键的饱和性.
氢键具有方向性则是由于电偶极矩A—H与原于B的相互作用,只有当A—H---B在同一条直线上时最强,同时原子B一般含有未共用电子对,在可能范围内氢键的方向和未共用电子对的对称轴一致,这样可使原于B中负电荷分布最多的部分最接近氢原子,这样形成的氢键最稳定.
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。
氢键是怎么形成的呢?
分子内氢键仅在分子内部两个可能发生氢键作用的基团的空间位置合适时,才会形成。不合适时,不能形成分子内氢键,只能形成分子间氢键。
怎么才算合适?举例说明,例如邻氨基苯酚,可能形成氢键的基团是氨基和羟基。同一个分子中这两个基团靠得较近,它们之间就可以形成分子内氢键。相反如果氨基处于间位或对位,那么两个基团离得太远,不能形成分子内氢键(可能形成氢键的两个基团中X-H-Y间距离超过0.3纳米就不能形成氢键了),只能在两个分子之间形成氢键(存在形成氢键的可能性时,氢键是一定会形成的,能量最低原理)。
一定要画结构简图么?要判断是否存在分子内氢键,通常一定要画,除非你脑子中已经有图了。不然你无法判断两个基团是否靠的足够近。
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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