几种重要的氢键

有机化学基础知识点有机物的氢键和范德华力有机化学基础知识点：有机物的氢键和范德华力有机化学是研究有机物及其反应的科学领域。

在有机化学中，氢键和范德华力是两个重要的概念，它们在分子之间的相互作用中起着关键作用。

本文将介绍有机物的氢键和范德华力的基本概念和特点。

一、有机物的氢键氢键是指由氢原子与一对电负性较高的原子之间的相互作用力。

在有机化学中，氢键的形成主要涉及氢原子和氮、氧、氟等元素的原子之间的作用。

有机物中，氢键通常出现在含有特定官能团的分子中，如羟基（-OH）、胺基（-NH2）、酮基（-C=O）等。

这些官能团中的氧、氮原子能够通过共价键与氢原子结合，并与其他分子中的氧、氮原子形成氢键。

氢键的形成能够增加分子间的相互吸引力，使有机物的沸点、溶解度和表面张力等物理性质发生改变。

同时，氢键也影响有机物的化学性质，例如反应速率和反应路径等。

二、有机物的范德华力范德华力是指分子间由于电子在运动中形成的瞬时偶极子与相邻分子诱导出的即时偶极子之间的作用力。

范德华力是一种较弱的相互作用力，它普遍存在于物质之间。

在有机物中，范德华力是分子之间相互作用的主要力量。

即使是非极性分子，由于电子在运动中出现的瞬时偶极矩，也能够与其他分子诱导出即时偶极子，从而发生范德华力的相互作用。

范德华力对有机物的物理性质起着重要作用。

范德华力的强弱决定了物质的相对稳定性、沸点、溶解度和相变等性质。

在化学反应中，范德华力也参与了反应的进行和反应速率的影响。

三、氢键与范德华力的比较氢键和范德华力都属于分子间的相互作用力，但在性质和强度上存在一定的差异。

1. 性质：- 氢键：涉及氢原子与电负性较高的原子之间的作用，较为特殊且较强的相互作用力。

- 范德华力：涉及分子间由于电子在运动中形成的偶极子之间的作用，是更为普遍的相互作用力。

2. 强度：- 氢键：通常比范德华力要强，能够在官能团中形成较为稳定的氢键网络。

- 范德华力：相对较弱，但随着分子大小的增加，范德华力也会增强。

化学竞赛辅导讲座之一氢键2005年四月26日在基础有机化学中，曾经利用氢键解释醇和其它一些化台物的沸点及其在水中的溶解度等获得了很大成功。

然而氢键的存在并不仅仅表现在这两方面，而且也不只局限在醇和酚等几类化合物中。

事实上，氢键既存在于液体中，也存在于气体、晶体、溶液等各种状态中，且支配着化合物的各种性质。

由于氢键是由几乎裸露的质子与电负性大原子半径小的原子（F、O、N）互相作用而形成的。

实际上是由前者提供近似空轨道，后者提供孤对电子，通过互相作用而形成的微弱的配位键。

由于这种相互作用不强烈，比化学键的相邻两个原子之间的相互作用弱得多，所以氢键不属化学键。

经过测定知道氢键的键能在10千卡／摩尔以下，比共价键的键能（30—200千卡／摩尔）小得多，比范德华力（一般为几千卡／摩尔）稍大一些。

因此氢键既不属于化学键，又不属于范德华力。

与一般共价键相比，氢键的键能比较小，键长比较长，是一中弱键，但对许多化合物各种性质的影响，有时非常显著。

例如，羟基化合物(如乙醇)多数比其非羟基异构体(如甲醚)的沸点高很多(乙醇的沸点比甲醇约高101．5℃)，原因是羟基化合物能形成氢键。

为了更好地了解氢键对众多有机化合物各种性质的影响，有必要回顾一下氢键的本质及有关问题。

现简述如下。

一.氢键的生成氢键的生成，主要是由偶极子与偶极之间的静电吸引作用。

当氢原子与电负性甚强的原子(如A)结合时，因极化效应，其键间的电荷分布不均，氢原子变成近乎氢正离子状态。

此时再与另一电负性甚强的原子(如B)相遇时，即发生静电吸引。

因此结合可视为以H离子为桥梁而形成的，故称为氢键。

如下式中虚线所示。

A─H---B其中A、B是氧、氮或氟等电负性大且原子半径比较小的原子。

生成氢键时，给出氢原子的A—H基叫做氢给予基，与氢原子配位的电负性较大的原子B或基叫氢接受基，具有氢给予基的分子叫氢给予体。

把氢键看作是由B给出电子向H配对，电子给予体B是氢接受体，电子接受体A─H是氢给予体。

氢键知识点归纳
(1)概念：已经与电负性很大的原子(如N、O、F) 形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子(如 N、O、F)之问的作用力。

如水分子问的氢键如下图所示。

(2)表示方法：A—H…B一(A、B为N、O、F“一” 表示共价键，“…”表示形成的氢键)。

(3)分类(4)属性：氢键不属于化学键，它属于一一种较强的分子间作用力，其作用能大小介于范德华力和化学键之间。

(5)对物质性质的影响
①氢键对物质熔、沸点的影响。

分子问存在氧键时，破坏分子问的氢键，需要消耗更多的能量，所以存在氢键的物质具有较高的熔点和沸点。

例如：氮族、氧族、卤素中的N、O、F的氧化物的熔、沸点的反常现象。

②氢键对物质溶解度的影响：氢键的存在使物质的溶解性增大。

例如：NH3极易溶解于水，主要是由于氨分子和水分子之问形成了氢键，彼此互相缔合，因而加大了溶解。

再如乙醇、低级醛易溶于水，也是因为它们能与水分子形成氢键。

③氢键的存在会引起密度的变化。

水结冰时体积膨胀、密度减小的反常现象也可用氢键解释：在水蒸气中水以单个的水分子形式存在；在液态水中，通常是几个水分子通过氢键结合，形成(H2O)n小集团；在固态水(冰)中，水分子大范围地以氢键互相连接，成为疏松的晶体，因此在冰的结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度减小。

④分子内氢键与分子间氢键对物质性质的不同影响：氢键既可以存。

氢键的相关知识点总结1. 氢键的概念和定义氢键是指两个或多个分子间的相互作用力，其作用力主要来源于氢原子与其他原子形成的非共价键。

在氢键中，氢原子通过与其他原子（通常是氧、氮或氟原子）形成共价键而与带负电性较强的原子形成氢键。

氢键通常被表示为“H···A”，其中H代表氢原子，A代表带负电性的原子。

氢键的形成是在电负性较强的原子上形成部分正电荷，使其与邻近原子的带负电性原子发生相互作用，从而形成了氢键。

氢键的作用力既包括电荷-电荷相互作用力，也包括范德华力等非共价相互作用力。

氢键的强度通常在5-40kj/mol之间，比范德华力强，但比共价键弱。

氢键是一种比较强的作用力，在化学和生物学中起到了非常重要的作用。

它不仅使得分子之间能够形成化学键，还能够在生物体内调控生物分子的结构和功能。

由于氢键的独特性质，使得它成为了一种非常重要的相互作用力，其研究在化学、生物学、物理化学等领域都有着重要的应用和意义。

2. 氢键的结构氢键的结构主要取决于参与形成氢键的分子的性质和构型。

一般而言，氢键的结构可以分为两种类型：线性氢键和非线性氢键。

线性氢键是指氢原子和带负电性原子以直线的方式相互作用形成的氢键。

在线性氢键中，氢原子和带负电性原子之间的键角约为180°，结构上呈现出一条直线状。

线性氢键通常具有较大的键能，且较为稳定。

非线性氢键是指氢原子和带负电性原子以非直线的方式相互作用形成的氢键。

在非线性氢键中，氢原子与带负电性原子之间的键角大约在160°-180°之间，结构上呈现出一定的弯曲状。

非线性氢键通常具有较小的键能，且较为不稳定。

氢键的结构相对复杂，同时也受到多种因素的影响。

分子的构型、成键原子的性质以及外界环境等都能够对氢键的结构产生一定程度的影响。

因此，氢键的结构十分复杂且多样化。

3. 氢键的性质氢键具有一系列独特的性质，使得它成为一种非常重要的相互作用力。

共价键、离子键、范德华力、氢键是构成物质的粒子间的不同作
用力
在化学物质中，各种粒子间的相互作用力是形成物质结构和性质的关键因素。

其中，共价键、离子键、范德华力和氢键是最常见的几种作用力。

本文将详细介绍这几种作用力的定义、特点以及它们在物质构成中的作用。

一、共价键
共价键是原子间通过共享电子形成的相互作用力。

当两个原子通过共享电子达到稳定的电子构型时，它们之间的相互作用即为共价键。

共价键具有方向性和饱和性，是形成有机化合物和某些无机化合物的重要作用力。

二、离子键
离子键是正负离子之间通过静电吸引力形成的相互作用力。

当正离子和负离子之间相互吸引并形成稳定的离子对时，它们之间的相互作用即为离子键。

离子键具有非方向性和无饱和性，是形成离子化合物的主要作用力。

三、范德华力
范德华力是中性分子之间由于瞬时偶极矩产生的相互作用力。

这种力通常较弱，但在分子晶体的形成和性质中起着重要作用。

范德华力包括取向力、诱导力和色散力，它们共同决定了分子间的相互吸引和排斥。

四、氢键
氢键是分子间或分子内由于氢原子与电负性原子之间的相互作用形成的弱相互作用力。

这种力通常影响物质的物理性质，如熔点、沸点和溶解度。

氢键的形成与水分子的存在密切相关，因此在水的性质中扮演着重要角色。

总结：
共价键、离子键、范德华力和氢键是构成物质的粒子间的不同作用力，它们各自具有独特的特点和重要性。

了解这些作用力的性质和特点，有助于更好地理解物质的性质和行为，为化学研究和应用提供基础支撑。

一.氢键产生的条件和影响在许多情况下，一个氢原子不仅仅被一个原子而是被两个原子强有力地吸引着，因此可以把它看作是在两个原子之间的键--氢键，可表示为X-H…Y氢键是一种弱键，键能在2-10kcal/mol范围，因为键能小，它在形成和分离时所需的活化能也很小，特别适合在常温下的反应. 氢键能使蛋白质分子限制在它的天然构型上。

今天，正当生命科学对我们生存的社会发生越来越大的影响时，了解氢键在蛋白质、核酸等大分子中的作用有更重要的意义。

氢键是氢的正离子（异常小）把一个负离子吸引到一个平衡距离，同样，它还可以吸引第二个负离子，从而形成一个稳定的复合体，但是由于负离子的排斥作用，氢质子不可能再吸引第三个负离子，所以氢的配位数为2。

一般说来，氢原子只与电负性最大的元素如F、O、N、Cl等形成氢键。

而电负性越大，氢键强度也越大。

实验发现，氟生成的氢键很强，氧的较弱，氮、氯更弱。

在所有的氢键中，氢原子总是比较靠近两个原子中的一个，例如冰的晶体中，质子离一个氧原子的距离为100pm，离另一个氧原子为176pm。

形成氢键的物质的物理性质，如沸点、熔点会发生明显的变化--由此得出结论， HF、NH3、H2O晶体中的氢键在熔化时一部分被破坏，还有一部分（超过半数）还留在液体中，最后汽化时才破坏。

只有HF中的氢键特别强，在蒸汽中仍有部分聚合体。

有些液态物质如NH3、H2O，观察到反常的高介电常数，可归结为氢键产生的连续聚合作用。

二.几种重要化合物的氢键1.水水是地球上数量最多的化合物之一，与人们的生活、动植物生长、工农业生产密切相关。

由于水的结构在不同温度、压力下都有变化，几个世纪前人们就开始研究水的结构，这种研究一直持续至今日。

气态单个水分子的结构已确定键长95.7pm，∠HOH为在冰、水或水合物晶体中，H2O分子均可看作按四面体方向分布的电荷体系。

水分子的两个氢原子指向四面体的两个顶点，显正电性。

而氧原子上的两个孤对电子指向四面体另外的两个顶点，显负电性。

洛阳理工学院谈谈氢键（专科）系别环境工程与化学系专业工业分析与检验班级Z090754姓名宋如箱2010 年 5 月 26日谈谈氢键摘要氢键是一种比分子键作用力稍强的相互作用，可以把它看作是一种较强的分子间作用力。

本文通过氢键的定义、本质、性质、类型、形成、强度、对物质性质的影响、存在方面综合介绍了氢键。

关键词：氢键、分子间作用力定义、本质、性质、类型、形成、强度、影响、存在Abstract :The hydrogen bond is slightly stronger than the interaction of molecular bond forces, it can be seen as a strong intermolecular force. In this paper, the definition of hydrogen bonding, nature, nature, type, form, intensity, on the material properties, there is comprehensively introduced the hydrogen bondKey words: hydrogen bond, intermolecular force definition, nature, nature, type, form, strength, impact, there目录氢键的定义 (1)氢键的形成 (1)同种分子之间 (1)不同种分子之间 (1)氢键形成的条件 (1)氢键的本质 (2)氢键的性质 (2)饱和性和方向性 (2)键参数 (2)氢键的强度 (3)氢键的类型 (3)氢键形成对物质性质的影响 (4)熔点、沸点 (5)溶解度 (5)粘度 (6)体积与密度 (6)酸性 (6)构型 (7)硬度 (7)氮键的存在 (7)参考文献 (8)氢键的定义与电负性大的原子X（氟、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。