氢键
氢键Hydrogen Bond
与电负性大的原子X（氟、氯、氧、氮等）共价结合的氢，如与负电性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结合能是2—8千卡（Kcal）。因多数氢键的共同作用，所以非常稳定。在蛋白质的a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键，DNA的双螺旋情况下是N-H…O，N-H…N型的氢键，因为这样氢键很多，因此这些结构是稳定的，此外，水和其他溶媒是异质的，也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此，这也就成为疏水结合形成的原因。
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一、氢键的形成
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。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、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、含孤对电子[1]、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与原子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，这样可使原子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。
[编辑本段]
二、氢键的强度
氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示。粗略而言，氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量。氢键的键能一般在42kJ·m ol-1以下，比共价键的键能小得多，而与分子间力更为接近些。例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的。
而且，氢键的形成和破坏所需的活化能也小，加之其形成的空间条件较易出现，所以在物质不断运动情况下，氢键可以不断形成和断裂。
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三、分子内氢键
某些分子内，例如HNO3、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。
[编辑本段]
四、氢键形成对物质性质的影响
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、熔点、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。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。
5、氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加，分子内氢键对物质的影响则反之。
以HF 为例, F 的电负性相当大, 电子对偏向F, 而H 几乎成了质子, 这种H 与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时, 产生一种特殊的分子间力——氢键. 表示为····: F－H····F－H
两个条件: 1.与电负性大且r 小的原子(F, O, N)相连的H ; 2. 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N).
2. 氢键的特点
1°饱和性和方向性
由于H 的体积小, 1 个H 只能形成一个氢键.由于H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥, 使两个原子在H 两侧呈直线排列. 除非其它外
力有较大影响时, 才可能改变方向.
2°氢键的强度
介于化学键和分子间作用力之间, 和电负性有关.
---F－H ····F O —H ····O N－H····N
E/kJ·mol-128.0 18.8 5.4
3. 氢键对于化合物性质的影响
分子间存在氢键时, 大大地影响了分子间的结合力, 故物质的熔点、沸点将升高. CH3CH2-OH 存在分子间氢键，而分子量相同的H3C-O-CH3 无氢键，故前者的 b.p. 高。
HF、HCl、HBr、HI , 从范德华力考虑, 半径依次增大, 色散力增加, b.p. 高, 故 b. P. 为HI > HBr > HCl, 但由于HF 分子间有氢键，故HF 的b.p. 在这里最高, 破坏了从左到右 b.p. 升高的规律. H2O, NH3 由于氢键的存在, 在同族氢化物中 b.p. 亦是最高.
H2O 和HF 的分子间氢键很强, 以致于分子发生缔合, 以(H2O)2、(H2O)3、(HF)2、(HF)3 形式存在, 而(H2O)2 排列最紧密, 4℃时, (H2O) 2 比例最大, 故4℃时水的密度最大. 可以形成分子内氢键时, 势必削弱分子间氢键的形成. 故有分子内氢键的化合物的沸点、熔点不是很高。
五.氢键的表示法
R1-X H H
\ \ /
H O
∶∶
∶∶
R2-Y H H
\ \ /
H O
⑵X属于电负性大的原子，如F,O,N(Cl负电性和N相同,但Cl体积较大不易生成氢键,故Cl无氢键.)
⑵Y必须具有未共用电子对.
氢键
氢键hydrogen bonding
与负电性大的原子X（氟、氯、氧、氮等）共价结合的氢，如与负电性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结台能是2—8千卡（Kcal）。因多数氢键的共同作用，所以非常稳定。在a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键，DNA的双螺旋情况下是N-H…O，N-H…N型的氢键，因为这样氢键很多，因此这些结构是稳定的，此外，水和其他溶媒是异质的，也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此，这也就成为疏水结合形成的原因。
一、氢键的形成
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。
二、氢键的强度
氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示。粗略而言，氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量。氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下，比共价键的键能小得多，而与分子间力更为接近些。例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的。
而且，氢键的形成和破坏所需的活化能也小，加之其形成的空间条件较易出现，所以在物质不断运动情况下，氢键可以不断形成和断裂。
三、分子内氢键
某些分子内，例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键。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。
四、氢键形成对物质性质的影响
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、熔点、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。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HN3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，除了正常简サ腍F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。
5、氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加，分子内氢键对物质的影响则反之。
以HF 为例, F 的电负性相当大, 电子对偏向F, 而H 几乎成了质子, 这种H 与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时, 产生一种特殊的分子间力——氢键. 表示为···· : F－H····F－H
两个条件: 1.与电负性大且r 小的原子(F, O, N)相连的H ; 2. 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N).
2. 氢键的特点
1°饱和性和方向性
由于H 的体积小, 1 个H 只能形成一个氢键.由于H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥, 使两个原子在H 两侧呈直线排列. 除非其它外力有较大影响时, 才可能改变方向.
2°氢键的强度
介于化学键和分子间作用力之间, 和电负性有关.
--- F－H ···· F O — H ···· O N－H····N
E/kJ·mol-1 28.0 18.8 5.4
3. 氢键对于化合物性质的影响
分子间存在氢键时, 大大地影响了分子间的结合力, 故物质的熔点、沸点将升高. CH3CH2-OH 存在分子间氢键，而分子量相同的H3C-O-CH3 无氢键，故前者的b.p. 高。
HF、HCl、HBr、HI , 从范德华力考虑, 半径依次增大, 色散力增加, b.p. 高, 故b. P. 为HI > HBr > HCl, 但由于HF 分子间有氢键，故HF 的b.p. 在这里最高, 破坏了从左到右 b.p. 升高的规律. H2O, NH3 由于氢键的存在, 在同族氢化物中 b.p. 亦是最高.
H2O 和HF 的分子间氢键很强, 以致于分子发生缔合, 以(H2O)2、(H2O)3、(HF)2、(HF)3 形式存在, 而(H2O)2 排列最紧密, 4℃时, (H2O)2 比例最大, 故4℃时水的密度最大. 可以形成分子内氢键时, 势必削弱分子间氢键的形成. 故有分子内氢键的化合物的沸点、熔点不是很高.
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回答者：bacywang - 见习主管五级2007-8-17 23:34
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氢键hydrogen bonding
与负电性大的原子X（氟、氯、氧、氮等）共价结合的氢，如与负电性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结台能是2—8千卡（Kcal）。因多数氢键的共同作用，所以非常稳定。在a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键，DNA的双螺旋情况下是N-H…O，N-H…N型的氢键，因为这样氢键很多，因此这些结构是稳定的，此外，水和其他溶媒是异质的，也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此，这也就成为疏水结合形成的原因。
一、氢键的形成
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。
二、氢键的强度
氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示。粗略而言，氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量。氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下，比共价键的键能小得多，而与分子间力更为接近些。例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的。
而且，氢键的形成和破坏所需的活化能也小，加之其形成的空间条件较易出现，所以在物质不断运动情况下，氢键可以不断形成和断裂。
三、分子内氢键
某些分子内，例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键。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。
四、氢键形成对物质性质的影响
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、熔点、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。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HN3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，除了正常简サ腍F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。
5、氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加，分子内氢键对物质的影响则反之。
以HF 为例, F 的电负性相当大, 电子对偏向F, 而H 几乎成了质子, 这种H 与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时, 产生一种特殊的分子间力——氢键. 表示为···· : F－H····F－H
两个条件: 1.与电负性大且r 小的原子(F, O, N)相连的H ; 2. 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N).
2. 氢键的特点
1°饱和性和方向性
由于H 的体积小, 1 个H 只能形成一个氢键.由于H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥, 使两个原子在H 两侧呈直线排列. 除非其它外力有较大影响时, 才可能改变方向.
2°氢键的强度
介于化学键和分子间作用力之间, 和电负性有关.
--- F－H ···· F O — H ···· O N－H····N
E/kJ·mol-1 28.0 18.8 5.4
3. 氢键对于化合物性质的影响
分子间存在氢键时, 大大地影响了分子间的结合力, 故物质的熔点、沸点将升高. CH3CH2-OH 存在分子间氢键，而分子量相同的H3C-O-CH3 无氢键，故前者的b.p. 高。
HF、HCl、HBr、HI , 从范德华力考虑, 半径依次增大, 色散力增加, b.p. 高, 故b. P. 为HI > HBr > HCl, 但由于HF 分子间有氢键，故HF 的b.p. 在这里最高, 破坏了从左到右 b.p. 升高的规律. H2O, NH3 由于氢键的存在, 在同族氢化物中 b.p. 亦是最高.
H2O 和HF 的分子间氢键很强, 以致于分子发生缔合, 以(H2O)2、(H2O)3、(HF)2、(HF)3 形式存在, 而(H2O)2 排列最紧密, 4℃时, (H2O)2 比例最大, 故4℃时水的密度最大. 可以形成分子内氢键时, 势必削弱分子间氢键的形成. 故有分子内氢键的化合物的沸点、熔点不是很高.
参考资料：https://www.360docs.net/doc/d81923994.html,/view/904.htm
回答者：Wchampion - 解元五级2007-8-17 23:36 氢键hydrogen bonding
与负电性大的原子X（氟、氯、氧、氮等）共价结合的氢，如与负电性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结台能是2—8千卡（Kcal）。因多数氢键的共同作用，所以非常稳定。在a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键，DNA的双螺旋情况下是N-H…O，N-H…N型的氢键，因为这样氢键很多，因此这些结构是稳定的，此外，水和其他溶媒是异质的，也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此，这也就成为疏水结合形成的原因。
一、氢键的形成
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。
二、氢键的强度
氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示。粗略而言，氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量。氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下，比共价键的键能小得多，而与分子间力更为接近些。例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的。
而且，氢键的形成和破坏所需的活化能也小，加之其形成的空间条件较易出现，所以在物质不断运动情况下，氢键可以不断形成和断裂。
三、分子内氢键
某些分子内，例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键。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。
四、氢键形成对物质性质的影响
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、熔点、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。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HN3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，除了正常简サ腍F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。
5、氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加，分子内氢键对物质的影响则反之。
以HF 为例, F 的电负性相当大, 电子对偏向F, 而H 几乎成了质子, 这种H 与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时, 产生一种特殊的分子间力——氢键. 表示为···· : F－H····F－H
两个条件: 1.与电负性大且r 小的原子(F, O, N)相连的H ; 2. 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N).
2. 氢键的特点
1°饱和性和方向性
由于H 的体积小, 1 个H 只能形成一个氢键.由于H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥, 使两个原子在H 两侧呈直线排列. 除非其它外力有较大影响时, 才可能改变方向.
2°氢键的强度
介于化学键和分子间作用力之间, 和电负性有关.
--- F－H ···· F O — H ···· O N－H····N
E/kJ·mol-1 28.0 18.8 5.4
3. 氢键对于化合物性质的影响
分子间存在氢键时, 大大地影响了分子间的结合力, 故物质的熔点、沸点将升高. CH3CH2-OH 存在分子间氢键，而分子量相同的H3C-O-CH3 无氢键，故前者的b.p. 高。
HF、HCl、HBr、HI , 从范德华力考虑, 半径依次增大, 色散力增加, b.p. 高, 故b. P. 为HI > HBr > HCl, 但由于HF 分子间有氢键，故HF 的b.p. 在这里最高, 破坏了从左到右 b.p. 升高的规律. H2O, NH3 由于氢键的存在, 在同族氢化物中 b.p. 亦是最高.
H2O 和HF 的分子间氢键很强, 以致于分子发生缔合, 以(H2O)2、(H2O)3、(HF)2、(HF)3 形式存在, 而(H2O)2 排列最紧密, 4℃时, (H2O)2 比例最大, 故4℃时水的密度最大. 可以形成分子内氢键时, 势必削弱分子间氢键的形成. 故有分子内氢键的化合物的沸点、熔点不是很高.
参考资料：https://www.360docs.net/doc/d81923994.html,/view/904.html
回答者：Prime_MpU - 试用期二级2007-8-17 23:38 氢键hydrogen bonding
与负电性大的原子X（氟、氯、氧、氮等）共价结合的氢，如与负电性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结台能是2—8千卡（Kcal）。因多数氢键的共同作用，所以非常稳定。在a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键，DNA的双螺旋情况下是N-H…O，N-H…N型的氢键，因为这样氢键很多，因此这些结构是稳定的，此外，水和其他溶媒是异质的，也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此，这也就成为疏水结合形成的原因。
一、氢键的形成
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。
二、氢键的强度
氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示。粗略而言，氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量。氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下，比共价键的键能小得多，而与分子间力更为接近些。例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的。
而且，氢键的形成和破坏所需的活化能也小，加之其形成的空间条件较易出现，所以在物质不断运动情况下，氢键可以不断形成和断裂。
三、分子内氢键
某些分子内，例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键。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。
四、氢键形成对物质性质的影响
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、熔点、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。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HN3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，除了正常简サ腍F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。
5、氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加，分子内氢键对物质的影响则反之。
以HF 为例, F 的电负性相当大, 电子对偏向F, 而H 几乎成了质子, 这种H 与其它分子中电负性相当大、r 小的原子相互接近时, 产生一种特殊的分子间力——氢键. 表示为···· : F－H····F－H
两个条件: 1.与电负性大且r 小的原子(F, O, N)相连的H ; 2. 在附近有电负性大, r 小的原子(F, O, N).
2. 氢键的特点
1°饱和性和方向性
由于H 的体积小, 1 个H 只能形成一个氢键.由于H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥, 使两个原子在H 两侧呈直线排列. 除非其它外力有较大影响时, 才可能改变方向.
2°氢键的强度
介于化学键和分子间作用力之间, 和电负性有关.
--- F－H ···· F O — H ···· O N－H····N
E/kJ·mol-1 28.0 18.8 5.4
3. 氢键对于化合物性质的影响
分子间存在氢键时, 大大地影响了分子间的结合力, 故物质的熔点、沸点将升高. CH3CH2-OH 存在分子间氢键，而分子量相同的H3C-O-CH3 无氢键，故前者的b.p. 高。
HF、HCl、HBr、HI , 从范德华力考虑, 半径依次增大, 色散力增加, b.p. 高, 故b. P. 为HI > HBr > HCl, 但由于HF 分子间有氢键，故HF 的b.p. 在这里最高, 破坏了从左到右 b.p. 升高的规律. H2O, NH3 由于氢键的存在, 在同族氢化物中 b.p. 亦是最高.
H2O 和HF 的分子间氢键很强, 以致于分子发生缔合, 以(H2O)2、(H2O)3、(HF)2、(HF)3 形式存在, 而(H2O)2 排列最紧密, 4℃时, (H2O)2 比例最大, 故4℃时水的密度最大. 可以形成分子内氢键时, 势必削弱分子间氢键的形成. 故有分子内氢键的化合物的沸点、熔点不是很高.
参考资料：https://www.360docs.net/doc/d81923994.html,/view/904.htm
回答者：zoloick1 - 中级弟子二级2007-8-17 23:42 氢键
氢键hydrogen bonding
与负电性大的原子X（氟、氯、氧、氮等）共价结合的氢，如与负电性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结台能是2—8千卡（Kcal）。因多数氢键的共同作用，所以非常稳定。在a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键，DNA的双螺旋情况下是N-H…O，N-H…N型的氢键，因为这样氢键很多，因此这些结构是稳定的，此外，水和其他溶媒是异质的，也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此，这也就成为疏水结合形成的原因。
一、氢键的形成
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。
二、氢键的强度
氢键的牢固程度——键强度也可以用键能来表示。粗略而言，氢键键能是指每拆开单位物质的量的H…Y键所需的能量。氢键的键能一般在42kJ·mol-1以下，比共价键的键能小得多，而与分子间力更为接近些。例如, 水分子中共价键与氢键的键能是不同的。
而且，氢键的形成和破坏所需的活化能也小，加之其形成的空间条件较易出现，所以在物质不断运动情况下，氢键可以不断形成和断裂。
三、分子内氢键
某些分子内，例如HNO3、邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键。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。
四、氢键形成对物质性质的影响
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、熔点、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。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HN3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，除了正常简サ腍F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。
5、氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(m.p)、沸点(b.p)、溶解度(S)增加，分子内氢键对物质的影响则反之。
回答者：gstspy007 - 试用期二级2007-8-17 23:43 高考中考查氢键主要是把一些具有氢键的物质和一些没氢键的物质例如一些分子间作用力的放一块以选择题或小的问题出现在大题中，考察的是他门的溶沸点高低，记住氢键的物质大于具有分子间作用力的物质即可氢键存在的物质一般是水，HF中
回答者：快乐鸣睿- 书童一级2007-8-17 23:57 氢键是存在于…0-H…、…N-H…、…H-F…之间的一种特殊的分子间作用力。因为F、O、N原子的电负性很大，所以分子内0-H、N-H、H-F共价键的极性比较大，从而使一种分子的O、N或F和另一种分子的H产生的引力比较大。
我的是自己的简单解释，在百度百科里有更详细的解释，可能涉及知识过深，你可以去看一下。
回答者：龙刃天涯- 初级魔法师三级2007-8-18 00:10 1楼的好会复制，2、3、4、5楼的好会抄
氢键其实是由于电子对的偏移而产生的
N O F三种原子的得电子能力比H大
所以在N－H，O－H,F－H中所共用的电子对都偏向与N O F
所以使H显的代+电，N O F代-电
这样在H2O，NH3，HF中分子间就存在着这样的静电引力，即氢键
这样使分子与分子之间的作用力增大
水分子簇中氢键作用
水分子簇中氢键作用 张建平 赵 林 王林双 (天津大学化工学院天津 300072) 摘要概述了近年来为揭示水分子簇存在形态的成因所做的理论和实验研究，指出除范德华力外，氢键和似共价键是水分子间的主要作用力。总结了水分子簇中氢键的四种作用方式，包括协同效 应、氢键的转动、氢键的振动以及氢键变换；分别讨论了这四种作用方式以及似共价键对水分子簇存 在状态的影响，最后对该领域的研究前景作了展望。 关键词水分子簇氢键似共价键 Hydrogen Bonds in Water Clusters Zhang Jianping, Zhao Lin, Wang Linshuang (School of Chemical Engineering，Tianjin University, Tianjin 300072) Abstract Theoretical and experimental studies that reveal the formation of water clusters have been summarized. Besides van der Waals force, hydrogen bonds and quasi-covalent bonds between water molecules are major forces. Four kinds of kinetic motions of hydrogen bonds in water clusters are outlined, including cooperative effect, rotation, vibration and inter conversion, and the effects on the structure of water clusters caused by quasi-covalent bonds and H-bond kinetic motions are explained in detail. Finally, the perspective in this research field is also discussed. Key words Water clusters, Hydrogen bond, Quasi-covalent bond 水是大自然赋予我们的宝贵资源，也是人类赖以生存的必要条件，关于水分子簇结构与功能的研究已成为当今科研前沿的热点之一，其深层研究可望为揭示物理化学、生命科学等领域的本质问题提供有力工具[1~3]。 近年来，随着光谱科学和微观测试技术的发展以及分子轨道理论的介入，水分子簇的研究进入了量子时期，从而为揭示水分子簇存在形态的成因提供了实验和理论依据。基于蒙特卡罗模拟的极化-解离多体经验势能函数(PD-PEF)[4]在计算(H2O)n(n＝2～8)的水分子簇的结构特征和分子尺度过程中，将氢原子视为单一的裸露质子，由于其充分考虑到分子间氢键及分子内部作用力的影响，适于计算水分子簇的结构特征参数。在六元水分子簇稳定性的研究中[5,6]，应用从头计算法的独立分子模型，通过平动矢量和欧拉角将簇中每个分子的位置和取向逐一标定，总结出六水分子簇的五种结构形式，并通过计算氢键强度及自由能的大小，得出环状六水分子簇具有最稳定结构的结论。进入上世纪90年代以来，美国加州大学Berkeley实验室设计的远红外振转隧道光谱仪能够清晰观测到分子间的振转谱线，为深层次研究氢键作用下水分子簇的微观结构开辟了一条崭新的途径[7]。 张建平 男，28岁，博士生，现从事废弃物处理和水的功能化研究。E-mail: jianpingzhang@https://www.360docs.net/doc/d81923994.html, 国家自然科学基金资助项目(20376054) 2005-03-04收稿，2005-08-30接受
氢键在现代化学中的作用
氢键在现代化学中的作用 随着科学的不断发展,现在化学的研究对象，已经远远超出了常规的、以共价键为基础的分子，它包括从原子、分子片、结构单元、分子、高分子、生物大分子、超分子、分子和原子的各种不同维数、不同尺度和不同复杂程度的聚集体、组装体、分子材料、分子器件和分子机器。化学已从分子化学发展为超分子化学，超分子化学是分子以上层次的化学，是化学、生物学、物理学、材料科学、信息科学、环境科学等学科相互交叉融合的产物。超分子化合物因其在光、电、磁化学和分离、吸附、催化等领域所具有的应用前景而备受青睐。而分子之间以及分子以上层次的超分子及有序高级结构的组装体，则是依靠分子间的相互作用如氢键、范德华力、偶极-偶极相互作用、亲水-疏水相互作用、π-π堆积力等将分子结合在一起。在各种分子间相互作用中，氢键占有很特殊的地位，被称作为“超分子化学中的万能相互作用”。 氢键有别于其他分子间相互作用之处在于： （1）氢键在类型、长度、强度和几何构型上是变化多样的，每个分子中的一个强氢键足以决定固态结构，并且在很大程度上影响其液态和气态的存在。弱氢键在稳定结构中也起到一定的作用，当有很多氢键协同作用时效果可以变得很显著； （2）氢键具有方向性、饱和性和可预见性，能够设计和合成出含有特征质子给体和特征质子受体的分子，可以按照所希望的方式将一定的结构单元或功能单元通过氢键组装成具有优异的光、电、磁、催化、生物活性等特性的材料； （3）氢键强度介于化学键和范德华力之间，形成和破坏都比较容易，其动态可逆的特点，使其对外部环境的刺激能产生独特的响应，在决定材料的性质和新型材料的设计中至关重要。因此，氢键在现代化学、材料科学以及生命科学中所起的作用越来越重要。 通过氢键形成超分子 超分子是指由2种或2种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起,组装成复杂的、有组织的聚集体，并保持一定的完整性,具有明确的微观结构和宏观特性。超分子不是分子的简单聚集,它的结构和特性与它们的纯分子组分的聚集性质不同。 通过氢键进行分子识别 超分子体系主要有识别、转换和传输功能。而分子识别是超分子化学的核心。分子识别
配位化学翻译
锆—吡咯基配合物的合成与结构：对吡咯基配体配位方式影响因素的计算分析 □文/Joseph M.Tanski，Gerard Parkin*（约瑟.坦斯基，杰拉德.帕金） 纽约哥伦比亚大学化学学院，纽约10027 摘要：具有η1和η5吡咯基配 位方式的锆配合物的一系列 结构特点已有初步研究报道。 确切的说，2,5 - 二芳基-吡 咯[pyr Ar2]配体（Ar= 苯基， 2,4 –二甲苯基）已经被用 来制备 [pyr Ar2]Zr(NMe 2) 3 (NMe 2 H), [pyr Ar2]Zr(NMe 2) 3, , [pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2 和 [η5-pyr Ar2] 2ZrCl 2 .。密度泛 函计算结果表明，各种配位方 式相对的稳定性可以被立体 因素及金属中心的路易斯酸 性所影响。 毫无疑问，环戊二 烯配体，在有机过渡金 属化学的发展中起到了 关键作用。通过和环戊 邻二苯基比较，相关等 电子杂环吡咯配体，[pyr Rn]，1已不大适用于过渡金属化学。2关于锆化学，通过X射线衍射实验，一些吡咯配合物的结构已经得到认证，观察到吡咯配体和戊二烯配体相似，只能通过氮原子结合η1-模式，3而不是η5-模式。在本文中，我们报道了一系列单一和二度（吡咯）锆配合物的合成和结构特征在吡咯配体的η5-配位中起重要的作用，而且计算分析研究致力于找到影响吡咯配体于这些衍生物中η5和η1对抗配位方式的因素。 吡咯配体芳基的2 - 5位取代以前未应用于早期的过渡金属化学。然而，我们认为这样的取代基会提供有助于像[η5-pyr Ar2] 2 二卤化锆类型的二茂锆化合物的类似物的稳定的合成和隔 离。确实，[pyr Ar2] 2ZrCl 2 （Ar= 苯基，2,4 –二甲苯基）可能是由四氯化锆和[pyr Ar2]Li4(方 案1)反应得到的。因此提供吡咯相对物到已知的弯曲插入的环戊二烯基复合物，（CP R） 2-ZrCl 2 。 同样，易得到的半插入锆吡咯配合物是由 Zr(NMe 2) 4 和[pyr Ar2]H反应得到[pyr Ar2]Zr(NMe 2 ) 3 的， 通过二甲胺加成[pyr Ar2]Zr(NMe 2) 3 (NMe 2 H)。[pyr Ar2]Zr(NMe 2 ) 3 是其他锆吡咯配合物的前体。因此， [pyr Ar2]Zr(NMe 2) 3 和2当量的Me 3 SiI合成二碘化物[pyr Ar2]Zr(NMe 2 )I 2 ，然而和3当量的会导致配 体重新分配，形成[pyr Ar2] 2ZrI 2 （Ar= 苯基）。因此，二氯化合物[pyr Ar2] 2 ZrCl 2 可以由 [pyr Ar2]Zr(NMe 2) 3 和过量的Me 3 SiCl反应得到。（Me=甲基，pyh=吡咯基，注释中有，下文不再赘 述）。 吡咯基配合物配位方式的最终确定需要通过X射线衍射实验来鉴定（图1-3）。6值得注意的是一 个η5吡咯配位方式在苯基取代的吡咯配合物[pyr Ar2]Zr(NMe 2) 3 ，[pyr Ar2]Zr(NMe 2 )I 2 ，[pyr Ar2] 2 ZrX 2 (X=Cl,I 、Ar= 苯基、pyr=吡咯基)和对二甲苯基取代取代的吡咯配合物[pyr Xyl 2 ]合锆（氮- 二甲基）二碘（Xyl=对二甲苯基）和[pyr Xyl 2] 2 -ZrCl 2. 中被找到。鉴于尽管试图具体合成符合η5
【论文故事】科学家首次“看到”了氢键的相互作用
【论文故事】科学家首次“看到”了氢键的相互作用Jerrusalem发表于2014-07-25 14:40 ?愿氢键与你同在！?图片来源：https://www.360docs.net/doc/d81923994.html, 近日，麻省理工学院和芝加哥大学的科学家使用新开发的超速飞秒红外光源，得以直接"看到"被氢键连接的分子之间的协调振动。这是人类第一次观察到这种在分子水平上随处可见的化学作用。果壳网就此对化学家、论文第一作者路易吉·德马尔科（Luigi De Marco）进行了采访。 氢键通常被视为一些中性电荷分子稍带负电的一端和稍带正电的一端之间的相互吸引力。在接受果壳网采访时，德马尔科教授对氢键的相互作用做出了解释：?氢键的连接是一个十分重要的化学反应，它支配着许多物理、化学和生物反应现象。?由于氢原子独特的极性性质，氢键能够发生在已经以共价键相连接的氢原子和另一个原子之间。通常，氢原子两边连接的原子电负性都较强。 ?在溶液体系中，将会形成溶剂与溶质之间的强力氢键连接。?德马尔科说道，?当我们要研究比如水合溶剂和配体蛋白的连接时，氢键的这种动态相互作用就尤为重要。?氢键在生物大分子反应中也起到了关键作用，而且往往是发现新药物的关键。但德马尔科同时表示：?一般来说，这种氢键连接的分子的相互作用很难被观测到，这是因为会有来自非相互作用的其他‘噪音’信号。不过，我们已经开发出了一项技术，可以直接探测这种相互作用的实时动态变化。? 德马尔科向果壳网解释了这项技术的发展：?实际上我们的研究小组在几年前已经开发了类似的技术。简单来说，我们发明了一种方法，来生成一种很短的红外脉冲，但具有难以置信的广谱性。这让我们能够在光谱上把氢键的振动和系统中的其他振动区别开来，这就是我们如何‘直接’观察到氢键的相互作用的。? 氢键连接的分子的振动。图片来源：https://www.360docs.net/doc/d81923994.html,
18电子规则
18电子规则 18电子规则 18电子规则又称有效原子序数法则（EAN），是过渡金属簇合物化学中比较重要的一个概念，常用来预测金属配合物的结构和稳定性。过渡金属价电子层有5个n d、1个(n+1)s和3个(n+1)p轨道，共可容纳2*9=18个电子；如果18个电子（非键或成键电子）填满了其价电子层，使其具有与同周期稀有气体原子相同的电子结构，则该配合物是稳定的。该填充过程常由金属原子与配体间共享电子完成。 从分子轨道上看，金属配合物的原子轨道重组成9个成键与非键分子轨道。尽管还有一些能级更高的反键轨道，但18电子规则的实质是这9个能量最低的分子轨道都被电子填充的过程。 18电子规则是西奇威客（N.V.Sidgwick）在吉尔伯特·牛顿·路易士（Gilbert Ne wton Lewis）的八隅体规则（8电子规则）基础上提出的，适用于八电子规则不适用的过渡金属配合物部分。 利用 利用18电子规则可以较好地说明Cr、Mn、Fe和Co的三核簇合物及二茂铁、五羰基铁、六羰基铬和四羰基镍的电子结构。在这些化合物中，9个分子轨道能量最低，电子也容易填满这些轨道，因此与18电子规则吻合较好。 配体对该配合物是否符合18电子规则影响很大。通常，满足该规则的配合物大多是π酸配合物。这类配体包括烯烃、膦和羰基。它们处于强场，生成的配合物中9个分子轨道的能量更低，电子也更容易填充到其中去。这些配体与低价态的金属形成的配合物更加稳定，是因为这样能使金属和配体轨道重叠较好，同时金属也可将电子反馈给配体（Synergic fashion）。 除此之外，由于该规则的前提包含金属与配体之间的共价连接，因此离子性较强的金属所生成的配合物也与18电子规则有出入。这些金属包括：s区元素、镧系金属和锕系金属。 满足18电子规则的配离子通常不容易发生配体交换反应，如[Co(NH3)5Cl]2+和[Fe(CN)6]4-。满足18电子规则的配合物通常较稳定，不容易发生氧化还原反应，也不容易发生分解；而不满足18电子规则的配合物则有达到该规则的趋势。例如满足18电子规则的Fe(C5H5)2、Ni(CO)4、Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Co2(CO)8、Cr(C6H6) 2和(C6H6)Mo(CO)3等都较稳定，而不满足18电子规则的Co(C5H5)2和Ni(C5H5) 2易被氧化；V(CO)6易转化为V(CO)6-；Mn(CO)5和Co(CO)5不存在，但已合成出相应满足18电子规则的HMn(CO)5和HCo(CO)4。[1]但需要注意的是，并不是所有低氧化态金属的π酸配合物都符合18电子规则；也不是所有高价金属的非π酸配合物都不符合。因此需要针对配合物自身的情况，具体问题具体分析。 计算
氢键对物质结构和性质的影响及其应用前景
氢键对物质结构和性质的影响及其应用前景 夏菲 王宙 郭培培 陈俏 （西北大学化学系05级化学专业 西安 710069） 摘要：本文主要论述氢键在结构和性质两方面对物质的影响，并讨论了氢键的广泛地应用前景。 关键词：氢键物质结构性质影响 氢键（Hydrogen Bonding）是指与电负性极强的元素X相结合的氢原子和另一分子中电负性极强的原子Y之间形成的一种弱键。可以表示成X—H…Y。氢键虽然是一种弱键，但由于它的存在，物质的性质出现了反常现象，在形状结构等方面受到了很大的影响。下面将从氢键的形成、特征、对物质结构和性质的影响和应用前景等方面逐一论述。 氢键由于广泛存在与化合物中，因此在研究化合物的性能时，氢键起着重要的作用。氢键的键能介于共价键和范德华力之间，其键能小，形成或破坏所需的活化能也小，加上形成氢键的结构条件比较灵活，特别容易在常温下引起反应和变化，故氢键是影响化合物性质的一个重要因素。 1．对物质构型的影响 氢键对物质的结构和构型有着很大的影响，就蛋白质而言，蛋白质分子是由氨基酸组成的，有多个氨基酸通过肽键而形成的多肽称为多肽链，氨基酸在多肽链中按一定顺序排列构 成蛋白质的肽链骨架，称为蛋白质的一级结构。在多肽链中o c和N H 可形成大 量的氢键（N—H…O）使蛋白质按螺旋方式卷曲成立体构型，称为蛋白质的二级结构。近年来的研究指出，二级结构是合理的螺旋结构，可见氢键对蛋白质维持一定空间构型起着重要的作用。 2．对物质性质的影响 2.1对化合物的沸点和熔点影响 在有机物分子内形成氢键时，分子间的结合力降低，因而使化合物的熔点、沸点减低，如邻硝基苯酚的沸点是45℃，间位和对位分别是96℃和114℃，因为邻硝基苯酚中―OH与― NO 2相距较近，―NO 2 上的氧可以与―OH上的氢形成分子内氢键（螯环），这样就难能再形成分 子间氢键，减弱了邻位异构体分子间的引力；而在对硝基苯酚分子中，则由于―OH与―NO 2 相距较远，不能在分子内形成氢键，而分子间通过氢键缔合起来，所以前者熔沸点低、挥发性
自大会通过氢键和C - H键 p相互作用
自大会通过氢键和C - H键？？？ p相互作用 金属配合物中的N - functionalised甘氨酸 Nilotpal Barooah ，Anirban Karmakar ， Rupam学者萨尔马，Jubaraj湾Baruah * 化学系印度理工学院，北高哈蒂，阿萨姆邦，阿萨姆邦781 039 ，印度 收到2006年7月16号;接受2006年7月30 网上提供2006年8月11 摘要 该物[ Ni （母语） 2 （坪）2 ] 。甲苯（母语为N - phthaloylglycinato 和芘是吡啶）制备固相反应，而 共同组成晶体具有2 [镍（母语） 2 （坪） 3 （水）] ? [镍（母语） 2 （坪）2 （水） 2 ] ? 2py ? 2H2O的解决方案，获得国家的反应。 ？ 2006年埃尔塞维尔B.诉保留所有权利。 关键词：自组装;联合晶体;甘氨酸衍生物;金属配合物;的C - H ？？？p 相互作用 金属针对大会的分子不仅是管辖 通过协调模式的金属离子，而且还指示 通过各种非共价部队来自结构 功能配体/ s的选择[ 1 ] 。这些薄弱尚未 可逆性和方向性的相互作用，如hydrogenbonding 和首个互动广泛探讨设计 上层建筑与新颖性领域中的无机 晶体工程[ 2 ] 。然而，与hydrogenbonding ， 的首个互动的方向，从而减少 的结构特点任何的P -堆叠系统较难预测 [ 3 ] 。此外的P -互动薄弱的解决方案 关联相对方向的P -堆叠物种
固态高度肯定[ 4 ] 。不同 金属有机框架金属羧酸 框架，具有重要的地位，其结构功能 和范围的研究作为多孔材料[ 5 ] 。印第安纳州 我们最近的研究已经表明，我们的重要性弱 相互作用的无机和有机衍生物Nphthaloylglycine 并在N - phthaloylglycylglycine [ 6-8 ] 。它 将是很有意思的，如果这些互动可以引导，使 这其中的每一个具有竞争力和超越每 其他指导的结构特点。从我们最近的 从现有的经验和文献邻苯二甲 相关系统有人认为的P - P和C - H键？？？ p相互作用 可引导结构的自组装[ 9 ] 。为了 研究相互相互作用氢键和pstacking 在金属的相互作用，我们针对议会 决定使用N phthaloylglycine （母语）， 4 -羧基Nphthaloylglycine （二级）和N - phthaloylglycylglycine （三级） 作为配体的络合比较目的 其中的结构，配体三级[ 7 ]和L1 [ 10 ]有 据报道最近。 ? ? ? 俄亥俄州 ? ? ? ? 俄亥俄州 ? ? ? ? 环
氢键的形成以及对物质性质的影响教学内容
氢键的形成以及对物质性质的影响
精品文档 氢键的形成以及对物质性质的影响 090901135 姚瑶 摘要：本文主要论述了氢键的本质，形成，种类以及对物质性质的影响，阐述了氢键形成的条件以及分子中存在氢键物理和化学性质的变化。 关键词：氢键，形成条件，影响 在高中化学课本必修2第二章中讲微粒之间的相互作用力涉及到氢键的内容，NH3，H2O，HF等分子之间存在一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种相互作用叫氢键。氢键是已经以共价键与其他原子键合的氢原子与另一个原子间产生的分子间作用力。 原子半径较小，非金属性很强的原子X（N，O，F）与H原子形成强极性共价键，与另一个分子中半径较小，非金属性很强的原子Y（N，O，F）产生较强的静电吸引，形成氢键，通式X-H…Y-H（X,Y可同可不同，一般为N，O，F）。氢键可以分为分子间氢键和分子内氢键。根据氢键的形成条件，CHF3满足氢键形成条件，但CHF3能否形成分子间氢键？形成氢键必须满足俩个基本条件，第一：分子中必须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子，第二：另一分子中必须有带孤对电子对，电负性大，且原子半径小的元素（如F，O，N等），因为氢原子的特点是原子半径小，结构简单，核外只有一个电子，无内层电子，它与电负性大的元素形成共价键后，电子强烈电负性大的元素一边，使氢几乎成为赤裸的质子，呈现相当强的正电负性，因此它易与另一分子中电负性大的元素接近，并产生静电吸引作用，从而形成氢键。但分析CHF3的结构，其中的H原子是不符合形成氢键条件的，因为H是和电负性不太大的C原子相连的。在CHF3分子中，三个F原子和C相连，F原子电负性很大，是否会由于三个F对C的作用从而诱导H有了较大的正电性而能够形成氢键呢？我们知道，若分子间形成氢键，则同类型化合物的熔沸点将出现异常现象。因为氢键的形成会使分子间有了较强的结合力，化合物的熔点和沸点会显著升高。如某些氢化物的沸点递变顺序：NH3>PH3>AsH3>SbH3结构和组成相似的分子型物质，沸点随分子量增大而升高，但这里却出现意外，原因是HF，H2O，NH3分子间形成了氢键。再考虑CHF3，若能形成分子间氢键，那么在CHX3的同类型化合物中也应出现沸点变化的异常现象，而通过实验数据却给出了否定答案 三卤甲烷 CHF3 CHCl3 CHBr3 CHI3 沸点 -82.2 61.7 149.5 218 CHF3的气化热为16.7KJ/mol属于一般极性分子的范德华力的作用能范围，也不显现分子间氢键的存在。由此可知，无论从分子结构分析还是实验数据验证，都是不支持CHF3能形成分子间氢键的。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除
分子间作用力和氢键
分子间作用力和氢键 一、分子间作用力 NH3、Cl2、CO2等气体，在降低温度、增大压强时，能凝结成液态或固态。在这个过程中，气体分子间的距离不断缩短，最后由不规则运动的混乱状态转变为有规则排列的固态。这说明物质的分子之间必定存在着某种作用力，能把它们的分子聚集在一起。这种作用力叫做分子间作用力，又称范德华力。 我们知道，化学键是原子结合成分子时，相邻原子间强烈的相互作用，而分子间作用力与化学键比起来要弱得多。分子间作用力随着分子极性和相对分子质量的增大而增大。 分子间作用力的大小，对物质的熔点、沸点、溶解度等有影响。对于组成和结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔点、沸点也越高。例如，卤素单质，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，它们的熔点、沸点也相应升高(见图1-8)，四卤化碳也有类似的情形(见图1-9)。
二、氢键 前面已介绍过某些结构相似的物质随着相对分子质量的增大分子间作用力增大，以及它们的熔点和沸点也随着升高的事实。但是有些氢化物的熔点和沸点的递变与以上事实不完全符合。让我们来看一下图 1-10。从图上可以看出，NH3、H2O和HF的沸点反常。例如，HF的沸点按沸点曲线的下降趋势应该在-90℃以下，而实际上是20℃；H2O的沸点按沸点曲线下降趋势应该在-70℃以下，而实际上是100℃。 为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？这是因为它们的分子之间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用，使得它们只能在较高的温度下才能汽化。经科学研究证明，上述物质的分子之间存在着的这种相互作用，叫做氢键。 氢键是怎样形成的呢？现在以HF为例来说明。在HF分子中，由于F 原子吸引电子的能力很强，H——F键的极性很强，共用电子对强烈地偏
氢键相互作用
分子间氢键相互作用 氢键：氢键是种弱作用力形成特殊类型的偶极-偶极吸引力,当氢原子键合到一个强电负性原子中存在的另一个具有孤对电子的电负性原子附近时发生。这些键通常比普通的偶极-偶极和色散力强，但比真正的共价键和离子键弱。 氢键存在的证据：许多元素形成与氢的化合物。如果绘制4族元素与氢的化合物的沸点，你发现的沸点随着族元素向下而升高。如下图 沸点增大的发生由于分子具有越来越多的电子放大，因此范德华色散力变得更大。如果你重复上述在5、6和7族氢元素化合物的沸点图，奇特的现象发生了。
虽然大多数情况下的趋势与4族中的一样，氢与各族中的第一个元素的化合物的沸点异常高。在NH 3，H 2 O和HF的情况下，必存在一些额外吸引的分子间作用力，需要更多的热能来破坏。这些相对强大的分子间力被描述为氢键。 形成氢键的起源：分子具有这种额外的键的是： （注：实线表示在屏幕或纸张平面内的键。虚线键表示远离你的屏幕或纸张的背面，楔形键是指向你的） 在每一个这些分子中注意： 1.氢原子直接结合到最负电元素之一，导致氢原子获得显著量的正 电荷。 2.每个连接氢原子的元素不仅显著的负电性，而且还具有至少一个 “有效的”孤对。 2-级的孤对有电子被包含在一个相对小的体积的空间，因此具有高密度的负电荷。 考虑两个的水分子的接近结合：
δ+氢原子强烈吸引着孤对以致它几乎像形成配位共价键一样。它不会走那么远，但吸引力显著比普通的偶极-偶极相互作用强。 氢键有大约平均共价键强度的十分之一，并正在液态水中不断被打破和重新形成。如果你把氧原子和氢原子间的共价键比喻成稳定的婚姻，氢键具有“只是好朋友”的状态。 水是氢键的一个“完美”例子。注意每个水分子有可能与周围的水分子形成四个氢键。这也确是δ+氢原子和孤对的数目，所以他们中每一个都参与氢键。 这就是为什么水的沸点比氨或氟化氢更高。在氨的情况下，形成氢键的数目由每个氮上只有一个孤对的事实所限制。在氨分子的基团中，没有足够孤对满足周围所有氢原子。在氟化氢中，问题是缺少氢原子。在水中，孤对和氢原子的数目正好合适。水可以被认为是“完美”的氢键系统。
高等无机-我的整理
1．螯合物的稳定性比通过单键配位的化合物要高，螯合环具有与芳香环同样程度的稳定性。 2.由于稀土元素具有外层电子结构基本相同，而内层4f又相近的这种特殊的电子构型，因此在光、电、磁等特的性质，被誉为新材料的宝库新材料的宝库。 3.金属原子簇化合物是以金属-金属键构成簇骼为特点的化合物，这种特殊的化学结构导致了它具有特殊的化学性质。生物无机化学的—系列研究表明：许多生物蛋白和酶的活性中心是铁、钼、铜等过渡金属元素与硫等非金属元素组成的各种簇合物。多核簇合物类似于金属固相表面结构，其配体可看成金属催化剂的底物分子，所有这些都必然赋予簇合物具有某些奇特的物理化学性能，如特殊的氧化还原（简称氧还）性能和电子传递性能，应用：催化领域和某些高新技术材料。 4.金属原子簇化学的研究（1）围绕生物蛋白酶和生物酶的活性机理研究。（2）以寻求新型催化体系为目标的原子簇化合物的研究 5过渡金属原子簇化合物的研究：主要是Mo、W、Fe、Os、Ru、以及Cu 等的稳定态原子 6多孔材料 按孔径微孔< 2 nm ( 超微孔<0.7nm ) 介孔2~50 nm 大孔>50 nm按结构无定形准晶晶体 7.有机金属化合物(Organometallics)的分子中，金属与碳原子之间有直接的极性成键，Mδ+?Cδ?。虽然键的极性大小或强或弱，但并不包括离子键。 8 9．H-配位键H-作为一个配位体能提供一对电子给一个过渡金属原子而形成金属氢化物，M-H 是共价σ配位键 分子氢配位键 氢分子作为一个配位体配位给一个过渡金属原子而不裂解成两个氢原子 成键：（1）氢分子提供σ成键电子给金属原子的空的d轨道 （2）金属d轨道电子反馈给氢分子的空的σ*反键轨道减弱分子中的H-H键，使其易裂解 抓氢键（agostic bond）C—H —M，C-H基提供两个电子给金属原子 10对化合物中形成氢键的条件，可归纳出若干要点： (1) 所有合适的质子给体和受体都能用于形成氢键． (2) 若分子的几何构型适合于形成六元环的分子内氢键，则形成分子内氢键的趋势大于分子间氢键。 (3) 在分子内氢键形成后，剩余的合适的质子给体和受体相互间会形成分子间氢键。 11冰和水中的氢键 1.水分子具有弯曲形结构， 2.O—H键长95.72pm，HOH键角104.52°， 3.O—H键和孤对电子形成四面体构型的分布； 4.水是极性分子，分子偶级矩μ=6.17×10-30C?m。 5.水在不同的温度和压力条件下，可洁净结晶成多种结构型式的冰，已知冰有11种晶型。 6.日常生活中接触到的雪、霜、自然界的冰和各种商品的冰都是冰-I h，冰-I h是六方晶系晶体，它的晶体结构示于下图0℃时，六方晶胞参数为：a＝452.27pm，c＝736.71pm；晶胞中包含4个H2O分子，空间群为
高中化学氢键-分子间作用力
1．化学键：相邻的两个或多个原子（或离子）之间强烈的相互作用叫做化学键。 2．化学键的存在： （1）稀有气体单质中不存在； （2）多原子单质分子中存在共价键； （3）非金属化合物分子中存在共价键（包括酸）； （4）离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在（Na2O2、NaOH、 NH4Cl），共价化合物中不存在离子 键； （5）离子化合物可由非金属构成，如：NH4NO3、NH4Cl 。 3．化学反应的本质：一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 4．金属键：金属晶体中，金属阳离子与自由电子之间的强烈静电作用。 5．配位键：电子对由一个原子单方面提供而跟另一个原子共用而形成的共价键。 （1）孤对电子：原子最外层存在没有跟其它原子共用的电子对。 （2）虽然配位键和其它键的形成不同，但一旦形成后则与其它共价键无任何区别。 6．分子间作用力 定义：把分子聚集在一起的作用力叫做分子间作用力（也叫范德华力）。 （1）分子间作用力比化学键弱得多，是一种微弱的相互作用，它主要影响物质的熔、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 （2）分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等。 （3）分子间作用力的范围很小（一般是300-500pm）,只有分子间的距离很小时才有。 （4）一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高。如卤素单质：
为什么HF、H2O和NH3的沸点会反常呢？ （1）形成条件：原子半径较小，非金属性很强的原子X，（N、O、F）与H原子形成强极性共价键，与另一个分子的半径较小，非金属性很强的原子Y （N、O、F），在分子间H与Y产生较强的静电吸引，形成氢键 （2）表示方法：X—H…Y—H（X.Y可相同或不同，一般为N、O、F）。 （3）氢键能级：比化学键弱很多，但比分子间作用力稍强 （4）特征：具有方向性。 （5）氢键作用：使物质有较高的熔沸点（H2O、HF 、NH3）使物质易溶于水 （C2H5OH，CH3COOH）解释一些 反常现象。 结果1：氢键的形成会使含有氢键的物质的熔、沸点大大升高。如：水的沸点高、氨易液化等。这是因为固体熔 化或液体汽化时，必须破坏分子间作用力和氢键。 结果2：氢键的形成对物质的溶解性也有影响，如：NH3极易溶于水。
配位化学 翻译
锆—吡咯基配合物的合成与结构：对吡咯基配 体配位方式影响因素的计算分析 □ 文/Joseph M.Tanski ，Gerard Parkin*（约瑟.坦斯基，杰拉德.帕金） 纽约哥伦比亚大学化学学院，纽约10027 2001.11.20 收稿 摘要：具有η1和η5吡咯基配 位方式的锆配合物的一系列结构特点已有初步研究报道。确切的说，2,5 - 二芳基-吡咯[pyr Ar2]配体（Ar= 苯基 ，2,4 – 二甲苯基）已经被用来制备[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3(NMe 2H), [pyr Ar2]Zr(NMe 2)3,, [pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2和 [η 5-pyr Ar2]2ZrCl 2.。密度泛函计算结果表明，各种配位方式相对的稳定性可以被立体因素及金属中心的路易斯酸性所影响。 毫无疑问，环戊二烯配 体，在有机过渡金属化学的发展中起到了关键作用。通过和环戊邻二苯基比较，相关等电 子杂环吡咯配体，[pyr Rn ]，1已不大适用于过渡金属化学。2关于锆化学，通过X 射线衍射实验，一些吡咯配合物的结构已经得到认证，观察到吡咯配体和戊二烯配体相似，只能通过氮原子结合η1-模式，3而不是η5-模式。在本文中，我们报道了一系列单一和二度（吡咯）锆配合物的合成和结构特征在吡咯配体的η5-配位中起重要的作用，而且计算分析研究致力于找到影响吡咯配体于这些衍生物中η5和η1对抗配位方式的因素。 吡咯配体芳基的2 - 5位取代以前未应用于早期的过渡金属化学。然而，我们认为这样的取代基会提供有助于像[η5-pyr Ar2]2二卤化锆类型的二茂锆化合物的类似物的稳定的合成和隔离。确实，[pyr Ar2]2ZrCl 2（Ar= 苯基，2,4 – 二甲苯基）可能是由四氯化锆和[pyr Ar2] Li 4(方案1)反应得到的。因此提供吡咯相对物到已知的弯曲插入的环戊二烯基复合物，（CP R ）2-ZrCl 2。同样，易得到的半插入锆吡咯配合物是由 Zr(NMe 2)4和[pyr Ar2]H 反应得到[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3的，通过二甲胺加成[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3(NMe 2H)。[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3是其他锆吡咯配合物的前体。因此，[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3和2当量的Me 3SiI 合成二碘化物[pyr Ar2]Zr(NMe 2)I 2，然而和3当量的会导致配体重新分配，形成[pyr Ar2]2ZrI 2（Ar= 苯基）。因此，二氯化合物[pyr Ar2]2ZrCl 2可以由[pyr Ar2]Zr(NMe 2)3和过量的Me 3SiCl 反应得到。（Me=甲基，pyh=吡咯基，注释中有，下文不再赘
结构化学复习题
()θΘ，m 对应()φΦ。 2分子轨道1221C C ψ??=+,若12E E >,则12C C < 原子轨道组合成分子轨道，原则 1）能级高低相近、2）轨道最大重叠、3）对称性匹配。 3 应用分子轨道对称性探讨机理，主要运用分子轨道对称守恒原理和前线轨道理论。反应条件和方式主要取决于前线轨道的对称性。 5价电子组态 O 2的价电子组态：KK (σ2s )2 (σ2s *)2 (σ2pz )2 (π2px )2(π2py )2 (π2px *)1(π2py *) 1 F 2：KK (σ 2s )2 (σ2s *)2 (σ2pz )2 (π2p )4 (π2p *) 4 N 2：KK (1σg )2 (1σu )2 (1πu )4 (2σg ) 2 CO ：(1σ)2 (2σ)2(1π)4 (3σ) 2 NO ：(1σ)2 (2σ)2 (1π)4 (3σ)2 (2π)1 。 HF ：(σ2s )2 (σ)2 (π２p ) 2 6 Mg 的基态光谱项为1S ，光谱支项1 0S 7 三位势箱()()()()()3 211,,8/sin 2/sin /sin /x y z a x a y a z a ψπππ== 概率密度最大处坐标（a/4，a/2，a/2）和（3a/4，3a/2。3a/2）,简并度为 6 8 根据晶体结构所有的特征对称元素，可将晶体分为6大晶族，7个晶系；按物理性质分为32个点群，按微观对称性分为230个空间群，14个空间点阵。 9 氢原子能形成8种化学键类型，键型的多样性：1.共价单键2.离子键3.金属键4.氢键５.缺电子多中心氢桥键６.Ｈ－配键７.分子氢配键８.抓氢键 10 任何一个微观体系的运动状态都可用一个波函数ψ来描述，体系中粒子出现的空间某点（x ，y ，z ）附近的几率与2 ψ成正比 11 含σ键电子的分子的摩尔折光度R π< 选 2 对H 原子2px ψ ，211ψ不同的是M z （/2M z m h π=），相同的是能量E 和角动量2M 3 原子轨道的杂化是指同一个原子能级相近的原子轨道线性组合而成新的原子轨道的过程 杂化轨道理论：原有的原子轨道进一步线性组合成新的原子轨道。轨道数不变，空间分布方向和分布情况变化. 分子轨道理论：不同原子轨道（非杂化）线性组合成分子轨道。 4 按谐振子模型处理，双原子分子的零点振动hv/2
自大会通过氢键和CH键p相互作用
自大会通过氢键和C - H键？？？p相互作用 金属配合物中的N - functionalised甘氨酸 Nilotpal Barooah ，Anirban Karmakar ，Rupam学者萨尔马，Jubaraj湾Baruah * 化学系印度理工学院，北高哈蒂，阿萨姆邦，阿萨姆邦781 039 ，印度 收到2006年7月16号;接受2006年7月30 网上提供2006年8月11 摘要 该物[ Ni （母语）2 （坪）2 ] 。甲苯（母语为N - phthaloylglycinato和芘是吡啶）制备固相反应，而 共同组成晶体具有2 [镍（母语）2 （坪）3 （水）] ? [镍（母语）2 （坪）2 （水）2 ] ? 2py ? 2H2O的解决方案，获得国家的反应。 ？2006年埃尔塞维尔B.诉保留所有权利。 关键词：自组装;联合晶体;甘氨酸衍生物;金属配合物;的C - H ？？？p相互作用 金属针对大会的分子不仅是管辖 通过协调模式的金属离子，而且还指示 通过各种非共价部队来自结构 功能配体/ s的选择[ 1 ] 。这些薄弱尚未 可逆性和方向性的相互作用，如hydrogenbonding 和首个互动广泛探讨设计 上层建筑与新颖性领域中的无机 晶体工程[ 2 ] 。然而，与hydrogenbonding ，
的首个互动的方向，从而减少 的结构特点任何的P -堆叠系统较难预测 [ 3 ] 。此外的P -互动薄弱的解决方案 关联相对方向的P -堆叠物种 固态高度肯定[ 4 ] 。不同 金属有机框架金属羧酸 框架，具有重要的地位，其结构功能 和X围的研究作为多孔材料[ 5 ] 。印第安纳州 我们最近的研究已经表明，我们的重要性弱 相互作用的无机和有机衍生物Nphthaloylglycine 并在N - phthaloylglycylglycine [ 6-8 ] 。它 将是很有意思的，如果这些互动可以引导，使 这其中的每一个具有竞争力和超越每 其他指导的结构特点。从我们最近的 从现有的经验和文献邻苯二甲 相关系统有人认为的P - P和C - H键？？？p相互作用 可引导结构的自组装[ 9 ] 。为了 研究相互相互作用氢键和pstacking 在金属的相互作用，我们针对议会 决定使用N phthaloylglycine （母语），4 -羧基Nphthaloylglycine （二级）和N - phthaloylglycylglycine （三级） 作为配体的络合比较目的
结构与物性试卷答案
一、判断题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 二、选择题（本大题共15小题，每小题2分，总计30分） 三、填空题。（本大题共7小题20个空，每空1分，总计20分） 1. y x , y x 2. Cl Cl ， O HO H ， CH 3O O H 2 C H 3C 3. 径向, 角度 4. Cr, +6 5. 色散, 色散, 诱导, [注：此二空可颠倒顺序] 色散, 诱导, 静电 [注：此三空可颠倒顺序] 6. 能级高低相近, 轨道最大重叠, 位相匹配 7.
H3O+, OH- 四、简答题。（本大题共4小题，每小题5分，总计20分） 1. ClF3中Cl原子周围m + n = 5，其分布应为三方双锥形，可能出现下面三种形式：1分 1分 由于成键电子对（bp）和孤电子对（lp）间排斥力大小为： lp-lp >> lp-bp > bp-bp 1分 因此（A）和（B）比较，（B）有lp-lp排斥作用代替（A）中的lp-bp作用，故（A）比（B）稳定。（A）和（C）比较，（C）有两个lp-bp作用代替（A）的两个bp-bp作用，所以（A）最稳定。1分 故ClF3分子的几何构型应为T型。1分 2. 石墨是平面层形分子，每个碳原子都是按照平面正三角形等距离的和3个碳原子相连，每个碳原子以sp2杂化轨道和周围3个C原子形成3个σ键后，（2分）在垂直于层的方向上尚剩余一个p轨道和一个价电子，它们互相叠加形成贯穿于整个层的离域π键，（2分）石墨是导体内部结构根源就在于这种离域π键，由层型分子堆叠形成石墨晶体。（1分） 3. 共价单键，如HCl 离子键，如NaH 金属键，如LaNi5H6 氢键，如F—H · · · F 氢分子配键，如 抓氢键，如 氢桥键，如 [注：回答以上任意5个即可，每个1分]
无机复习重点
7分子氢配位键 氢分子作为一个配位体配位给一个过渡金属原子而不裂解成两个氢原子 成键：（1）氢分子提供σ成键电子给金属原子的空的d轨道 （2）金属d轨道电子反馈给氢分子的空的σ*反键轨道减弱分子中的H-H键，使其易裂解 8. 抓氢键（agostic bond）C—H —M C-H基提供两个电子给金属原子 1.2.3 冰和水中的氢键 1. 水分子具有弯曲形结构， 2 .O—H键长95.72pm，HOH键角104.52°， 3.O—H键和孤对电子形成四面体构型的分布； 4. 水是极性分子，分子偶级矩μ=6.17×10-30C?m。 5. 水在不同的温度和压力条件下，可洁净结晶成多种结构型式的冰，已知冰有11种晶型。 6. 日常生活中接触到的雪、霜、自然界的冰和各种商品的冰都是冰-I h，冰-I h是六方晶系晶体，它的晶体结构示于下 图0℃时，六方晶胞参数为：a＝452.27pm，c＝736.71pm；晶胞中包含4个H2O分子，空间群为D46h—P63/mmc；其密度为0.9168g·cm-3． X—H…M氢键是常规氢键的类似物，它在一个3c-4e体系的作用下，包含一个富电子的过渡金属原子作为质子受体。对于3c-4eX—H…M氢键的判据，有下列几点：3c-2e的差别(1)桥连的H原子以共价键和高电负性的X原子结合，这个H原子带有质子性质，加强相互 的静电作用。
(2)金属原子富含电子，即典型的后过渡金属，它具有充满电子的d轨道，能作为质子的受体容易地和H原子一起形成3c-4e相互作用。 (3)桥连的H原子的1H NMR相对TMS的化学位移为低场区，和自由配位体相比它移向低场。 (4)分子间的X—H…M相互作用的几何特征近似为直线形。 (5)配位化合物中具有18电子组态的金属原子容易形成这种氢键。 硼烷中的键型：
氢键知识要点
-质子传递现象与某些重要的生命过程存在着深刻的内在联系, -氢键是一个质子给体与一个受体之间相互作用的关系 两种特殊的氢键形式 对称氢键：氢键质子位于给体和受体原子间连线的中点（KHF2和二甲酸氢钠等） 分叉氢键（多中心氢键）：一个质子给体A-H可与两个或三个受体B形成氢键,或两个以上的质子给体与同一个受体形成氢键。 -质子传递发生后,导致了给体和受体的电荷和构型的变化。如果质子传递沿氢键链进行,或与相邻氢键发生偶合,则会引起体系极性的转变,产生电荷的定向传导和分子结构的重排。 研究层次：1.小分子氢键体系——体系简单,实验数据较多 2. 中等大小的氢键体系——研究氢键和质子传递的理想模型 3.大分子氢键体系——类体系复杂,在理论和实验上均有相当难度 -单一氢键中,质子从给体原子转移到受体原子,有两种可能途径: 1.质子隧道效应(proton tunneling),即质子隧穿势垒到达对面的势阱,前提 是在对面的势阱中具有合适的质子接受能级。通常认为,低温下固体中的 质子传递以隧道效应为主。 2.质子跳跃(proton flopping),即质子通过热活化翻跃势垒进入对面的势 阱。反应能否发生取决于质子传递势垒的高度。一般地,在室温以上,体系 的质子传递以质子跳跃为主 -氢键链中,质子的传递机理非常复杂,已提出的假说: 1.孤子机理。（为解释质子在膜蛋白氢键链中的高效传递性质）,Kashimori 等引入了孤子机理。该理论认为,质子传递可以用薛定谔方程的孤子解来 描述。孤子可使能量定域化,能稳定体系的激发态,从而保证了能量传递的 高效性。但由于相邻氢键的质子间偶合过小,该机理的合理性曾受到质疑。 2.Grotthuss机理。根据在水溶液中质子传递的速率高于水分子的扩散速 率,认为在氢键链中,质子传递分两步进行,第一步进行质子转移,第二步进 行结构重排。 -谱学和衍射手段,极大地方便了氢键和质子传递的研究工作。 展望： -进一步完善氢键理论，研究氢键动态过程。 -与生物体系紧密结合 -探索质子传递材料的设计 -氢键型磁体、质子开关、氢键储能材料等