如何理解分子內氫鍵,分子內難道不是原子和原子之間的化學鍵(共價鍵)?

時間 2021-06-04 21:39:02

1樓:宮非

2019-03-25

氫鍵比你想像複雜得多,就讓我們繼續看下去!

根據定義:氫原子與電負性大的原子X 以「共價鍵,covalent bond」結合,若與電負性大、半徑小的原子Y(O、F、N 等)接近,在X 與Y 之間以氫為媒介,生成X-H…Y 形式的一種特殊的分子間或分子內相互作用,稱為「氫鍵,hydrogen bond」。可以看出,氫鍵是一種以氫為媒介的共價鍵,均屬於「分子內作用力」

表 1. 各種不同物質的鍵結能與其熔點。

雖然說,一般在固體材料中會存在三種不同的主要鍵結(化學鍵結)形式—離子鍵、共價鍵及金屬鍵。對每種形式的鍵結都與其「價電子」有關,鍵結的本質取決於成分原子的電子結構。不過,還有一種稱為次要鍵結(物理鍵結),其鍵結能明顯地比主要鍵結微弱許多,例如在純氣原子間只有這種次要鍵結的「范德華力,Van der Waals force」,屬分子間作用力。

次要鍵結主要源自原子或分子間的「偶極,dipoles」,原子或分子內正電荷或負電荷有某種程度的偏離,是種產生庫侖靜電力的鍵結。次要鍵結中最強的是「氫鍵」,氫鍵主要來自偶極鍵的一種特殊情況,它發生在氫與氟 (如HF)、氧 ( )、氮 (如) 分子中,它對每乙個H-F、H-O 及H-N 鍵結中,氫原子的唯一電子被其他原子共用。

圖 1. 氟化氫(HF)中氫鍵的示意圖。

回頭再看看附表,氫鍵的鍵能(25-40KJ/mol)只比范德華鍵高些,但比共價鍵的鍵能(150-400KJ/mol)小得多。不過, 計算出的鍵能大約為200KJ/mol,都比Hg 共價鍵的鍵能大多了

表 2. 常見氫鍵的氣態解離能資料,單位為 KJ/mol。

另外,氫鍵也分成分子間氫鍵、分子內氫鍵及特殊氫鍵,這裡面還有很多的學問,請自行去學習,這裡就直接上圖了。

圖 2. 氫鍵的種類。分類:

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