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氢键的形成条件是什么?
氢键的形成条件是:
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,因为这些结构是稳定的,所以这样的氢键很多。
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。
氢键的熔沸点:
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。
氢键形成条件
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,因为这些结构是稳定的,所以这样的氢键很多。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。
1、存在与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子。
2、存在 较小半径、较大电负性、含孤对电子、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之间的静电作用力。
3、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…Y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。
4、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。
影响
1、 与同族的化合物相比,NH3、H2O和HF具有反常高的熔点和沸点。
2、 氨在水中的非常大的溶解度与它和水分子间的氢键有关。
3、 甘油、无水磷酸和硫酸具有较大的黏度。
4、 邻硝基苯酚中存在分子内氢键,因此熔点较间硝基苯酚和对硝基苯酚低。
5、 冰中水分子在冰晶体结构中空间占有率较低,因而冰密度较小,甚至小于水。
6、 分子内形成氢键常使酸性增强。如苯甲酸的pKa=11.02,而邻羟基苯甲酸的pKa=11,2,6-二羟基苯甲酸可在分子内形成两个氢键,它的pKa=8.3。其原因是分子内氢键的形成,促进了氢的解离。
7、 结晶水合物中存在由氢键构建的类冰骨架,其中可装入小分子或离子。参见甲烷气水包合物。
8、 C=O…H-N氢键使蛋白质形成α螺旋。
9、 DNA(去氧核糖核酸)中两条链的碱基通过氢键配对,而氢键的饱和性和方向性使得双螺旋的碱基配对具有专一性,即A-T靠2个氢键配对而C-G靠3个氢键配对。
特征
氢键通常被描述为静电偶极-偶极相互作用。然而,它也有一些共价键的特点:它是有方向的和牢固的,产生的原子间距离比范德华半径的总和还短,并且通常涉及有限数量的相互作用伙伴,这可以解释为一种价态.当受体结合来自更多电负性供体的氢时,这些共价特征更加重要。
作为更详细的标准列表的一部分,IUPAC 出版物承认吸引相互作用可能来自静电(多极-多极和多极诱导的多极相互作用)、共价性(通过轨道重叠的电荷转移)和色散(伦敦)的某种组合。力),并指出每个的相对重要性将因系统而异。然而,该标准的一个脚注建议排除其中色散是主要贡献者的相互作用,特别是将 Ar---CH4和 CH4---CH4作为此类相互作用的示例,从定义中排除。
然而,该标准的一个脚注建议排除其中色散是主要贡献者的相互作用,特别是将 Ar---CH4和 CH4---CH4作为此类相互作用的示例,从定义中排除。
尽管如此,大多数介绍性教科书仍然将氢键的定义限制在开头段落中描述的“经典”类型的氢键。
已知较弱的氢键与硫 (S) 或氯 (Cl) 等元素结合的氢原子;甚至碳 (C) 也可以作为供体,特别是当碳或其邻居之一是负电时(例如,在氯仿、醛和末端乙炔中)。
逐渐地,人们认识到有许多较弱的氢键的例子涉及供体而非 N、O 或 F 和/或受体 Ac,其电负性接近氢的电负性(而不是更具电负性)。
尽管这些“非传统”氢键相互作用通常很弱(~1 kcal/mol),但它们也无处不在,越来越多地被认为是物化学中受体-配体相互作用或材料内/分子间相互作用的重要控制元件科学。
以上内容参考百度百科-氢键
分子内形成氢键的条件
形成氢键的条件
1、与电负性很大的原子A形成强极性键的氢原子;
2、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)。
分子内形成氢键的条件
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。
扩展资料
分子间氢键一般粘度较大。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。
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。
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.
形成氢键的条件是什么
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,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。
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。
分子间氢键:
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。不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。
以上内容参考:百度百科-分子间氢键
氢键是怎么形成的
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接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成氢键。
X与Y可以是同一种类分子,如水分子之间的氢键;也可以是不同种类分子,如一水合氨分子(NH3·H2O)之间的氢键。
扩展资料
一、形成条件
1、存在与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子。
2、存在较小半径、较大电负性、含孤对电子、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)。
二、理化特性
1、熔沸点
(1)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。
(2)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。分子缔合的结果会影响液体的密度。