氢键的形成要哪些条件

Question

氢键的形成要哪些条件

Answer 1

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.