较强的分子间作用力——氢键.pdf
分子间作用力——氢键
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二个氢键。正是 由于这些氢键的主导作用 ， 才形成了 Ｄ Ａ分 子独特 的 双螺旋 三维 结构 。 Ｎ
参考文献：
［ ］ 北 京 师 范 ） －， ｃ 币范 大学 ， 京 师 范 大 学 ． 机 化 学 １ ｋｊ华 … ￣－ ． 南 无
必须是 强 电负性 原子 ， Ｆ ０、 如 、 Ｎ等 。 １ 是 ９种 常 图 就
见 的氢 键形式 。
Ｆ —Ｈ≮： … ～ ｊ 一 … ｊ， ’
、
、
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物都 会 被 冻 死 ；高 的 比热 和 汽 化热 使 水 成 为 生 物 体
ｏ 之 Ｏ 一 一 － ≤
其 他原 子 。 ３ 氢 键 的分布 根据氢 键形 成 的基本 条件 可 知 ， 氢键 既 可存 在 于
而是发生盘绕形成 Ｏ螺旋（ ２ 。 ｒ ． 图 ） 当二条或多条肽链 几乎 完 全伸 展 的侧 向聚集 在一 起 时 ， 邻 肽链 上 Ｎ 相 — Ｈ和 Ｃ Ｏ之间可形成有规则的氢键 ，也正是这些链 ＝ 间氢键的存在使多肽发生空间上的折叠 ， 导致不同肽
４２ 氢键 影 响蛋 白质 的 三 维结构 ．
～
（ 表示 共 价 键 ， － 示 氢 键 ） 一 …表
图 １ ９种 常见 的 氢键 示意 ２ 氢键 的成 因
在 氢键 Ｘ一 ＿Ｈ… Ｙ模 型 中 ， 和 Ｙ通 常是 电负 性 ｘ 很强 、 径很 小的原子 。由于 ｘ的 电负性很 强 ， 半 将
１ ， 些微 量元 素 在体 内含量 虽 然微 乎 其微 ， 却 ４种 这 但 能 起到重 要 的生理作 用 。
2.3.2较强的分子间作用力——氢键
X—H ...Y—
共价键
氢键
液态水中的氢键
2、形成条件 ①与电负性大且半径小的原子(F、O、N)相连的 H ②在附近有电负性大, 半径小的原子(F、O、N)
3、表示方法
一般: X—H ... Y—
概念解读
知识点一、氢键的概念 1、概念 一种特殊的分子间作用力
电负性很强的原子 如：F 、O、N
√(4)分子间存在氢键时，使物质具有较高的熔、沸点。
√(5)分子内存在氢键时，降低物质的熔、沸点。
√(6)氢键的存在可引起物质的溶解度、密度的变化。对羟基苯甲醛 邻羟基苯甲醛
如：水与甲醇互溶；水4℃时密度最大
(熔点:115-117℃) (熔点:-7℃)
习题导学
2．下列说法不正确的是(
A
)
含氢键的氢化物HF、H2O、NH3，它们 的熔、沸点比相邻的同类氢化物要高。
X—H ...Y—
共价键 2、形成条件
氢键
液态水中的氢键
①与电负性大且半径小的原子(F、O、N)相连的 H
②在附近有电负性大, 半径小的原子(F、O、N)
3、表示方法
一般: X—H ... Y—
知识点二、氢键的存在
看图分析 生物大分子中的氢键
知识点二、氢键的存在 1、分子间氢键
现象解读
如： C2H5OH、CH3COOH、H2O 、HF、NH3 相互之间
问题导学
讨论水的特殊性：
思考
(1)水的熔沸点比较高？ 交流
(2)为什么结冰后体积膨胀？
(3)为什么4℃时密度最大？
知识点三、氢键性质及应用 4. 氢键的应用
问题导学
一是冰晶结构小集体受热不断崩溃，缔 合分子减少；二是水分子间距因热运动 不断增大。0～4℃间前者占优势， 4℃ 以上后者占优势， 4℃时两者互不相让
2.7 较强的分子间作用力——氢键
左图为一些氢化物的沸点， 你能发现什么规律吗？
同一主族，周期数（分子量） 越大，氢化物的沸点就越高；
但 常地过高。
的沸点反
这是为什么呢？
氢键的形成
我们来认识一种特殊的分子间作用力——氢键 。氢键的定义：氢键是由已经与电负性很强的原子（如N、F、O）形 成共价键的氢原子，与另一分子或同一分子中电负性很强的原子之 间的作用力。
较强的分子间作用力——氢 键
教学目标
了解氢键的形成条件及氢键的存在 。
学会氢键的表示方法，会分析氢键对物质性质的影响 。
了解范德华力、氢键以及共价键的区别 。
教学重点
氢键的形成及其对物质性质的影响 。 教学难点
氢键对物质性质的影响 。
上节课我们学习了分子间作用力，又称范__德__华__力___ ； 范德华力的大小主要受相__对___分__子__质__量___和分__子___极__性___影响 ； 相对分子质量越大，范德华力就越大___ ； 范德华力影响物质的物__理___性质，例如熔__沸__点___ 。
三种作用力的比较
三种作用力的比较
练习
4.以下哪些说法是不正确的 ？（1）氢键是化学 键 （2）甲烷可与水形成氢 键 （3）乙醇分子跟水分子之间只存在范德华 力 （4）碘化氢的沸点比氯化氢的沸点高是由于碘化氢分子之间 存在氢键
练习 5.你从下面两张图中能得到什么信息？如何用分子间力解释图 中曲线的形状
拓展练习
B
B．分子间能形成氢 键C．分子间不存在范德华 力D．能溶于水，不溶于乙 醇
拓展练习 2.下列说法不正确的是( A ) A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点升高只与范德华力大小有 关
C．乙醇与水互溶可以用“相似相溶”和氢键来解 释 D．邻羟基苯甲酸的熔点比对羟基苯甲酸的熔点 低
氢键名词解释
氢键名词解释
氢键是一种分子间相互作用的力，主要存在于含有氢原子的分子与带有高电负性原子（如氧、氮和氟）的分子之间。
氢键是一种相对较强的作用力，可以导致分子的聚集和结合。
氢键是靠氢原子与带有高电负性原子（通常是氧、氮、氟）之间的电负性相互作用而形成的。
在氢键中，氢原子与较电负的原子发生极性吸引，形成了一个非共价的化学键。
氢键的强度比氢键所涉及的化学键要弱，但比一般的分子间力要强。
氢键对于物质的许多性质和现象具有重要的影响。
首先，氢键能够引起分子间的吸引力，使得物质具有较高的熔点和沸点，从而提高物质的稳定性。
例如，水的氢键导致其熔点和沸点都相对较高，这使得水在地球表面下常见的液态状态存在。
其次，氢键也对物质的溶解性起着重要作用。
许多物质的溶解性取决于其与溶剂之间氢键的形成与破坏。
此外，氢键还能够影响分子的空间结构和化学反应的速率。
许多生物分子的结构和功能都受到氢键的影响。
氢键在生物学中起着重要的作用。
许多生物大分子（如蛋白质和核酸）的稳定结构和功能都依赖于氢键的形成和破坏。
例如，蛋白质的二级结构（如α螺旋和β折叠）是通过氢键在蛋白质链的不同部分之间形成的。
此外，DNA双螺旋结构的稳定性
也是由氢键维持的。
通过调节氢键的形成和破坏，生物体可以调控分子的结构和功能，实现生命的各种活动。
总之，氢键是一种分子间相互作用力，通过氢原子与带有高电
负性原子之间的相互作用而形成。
它对物质的聚集、结合、溶解性、空间结构和化学反应具有重要影响，并在生物学中发挥着重要作用。
第二章 第三节 第2课时 较强的分子间作用力——氢键
第2课时较强的分子间作用力——氢键一、氢键1．氢键的概念及表示方法(1)概念氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。
(2)表示方法氢键的通式可用A —H …B—表示。
式中A和B表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。
2．氢键的形成条件(1)要有一个与电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。
(2)要有一个电负性很大，含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y，如H2O中的氧原子。
(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。
一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。
所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。
3．氢键的特征(1)氢键比化学键弱，比范德华力强。
(2)氢键具有一定的方向性和饱和性。
4．氢键的类型(1)分子间氢键，如水中，O—H…O—。
(2)分子内氢键，如。
判断正误(1)只要分子中含有氢原子即可形成氢键() (2)由氢键的形成过程可知，氢键本质上属于配位键()(3)范德华力和氢键可同时存在于分子之间()(4)能形成氢键的分子可以尽可能多的通过氢键与其他分子结合()(5)一个水分子与其他水分子间只能形成2个氢键() (6)分子间作用力包括氢键和范德华力()(7)氢键键长一般定义为A—H…B的长度，而不是H…B的长度()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)√应用体验1．甲酸可通过氢键形成二聚物，HNO3可形成分子内氢键。
试在下图中画出氢键。
解析依据氢键的表示方法及形成条件画出。
答案2．下列物质NH3、、H2O、C2H5OH中可以形成氢键的是___________，分子内和分子间均可形成氢键的是__________。
答案NH3、、H2O、C2H5OH解析形成氢键的分子含有N—H、H—O或H—F键。
NH3、H2O、CH3CH2OH都能形成氢键但只存在于分子间。
高一化学人教版 较强的分子间作用力——氢键
较强的分子间作用力——氢键[目标定位] 1.了解氢键形成的条件及氢键的存在。
2.学会氢键的表示方法，会分析氢键对物质性质的影响。
一、氢键1．比较H2O和H2S的分子组成、立体构型及其物理性质，分析H2O的熔、沸点比H2S高的原因是什么？答案H2O和H2S分子组成相似，都是V形极性分子，常温下H2O为液态，熔、沸点比H2S 高。
在水分子中，氢原子与非金属性很强的氧原子形成共价键时，由于氧的电负性比氢大得多，所以它们的共用电子对就强烈地偏向氧原子，而使氢原子核几乎“裸露”出来。
这样带正电的氢原子核就能与另一个水分子中的氧原子的孤电子对发生一定程度的轨道重叠作用，使水分子之间作用力增强，这种分子间的作用力就是氢键，比范德华力大。
硫化氢分子不能形成氢键，故水的熔、沸点比硫化氢的高。
2．氢键的概念及表示方法氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力。
氢键的通式可用A—H…B—表示。
式中A和B 表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。
3．氢键的形成条件有哪些？答案(1)要有一个与电负性很强的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。
(2)要有一个电负性很强，含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y，如H2O中的氧原子。
(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。
一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。
所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。
4．氢键的特征是什么？答案(1)饱和性在形成氢键时，由于氢原子半径比X、Y原子半径小得多，当氢原子与一个Y原子形成氢键X—H…Y后，氢原子周围的空间已被占据，X、Y原子的电子云的排斥作用将阻碍一个Y原子与氢原子靠近成键，也就是说氢原子只能与一个Y原子形成氢键，即氢键具有饱和性。
(2)方向性X—H与Y形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定，所以氢键还具有方向性(如下图)。
化学键分子间作用力氢键
化学键分子间作用力氢键分子间作用力（Molecular Interactions）是指分子之间的相互作用力，它们是构成物质的基本力之一，能够影响物质的物理性质和化学性质。
其中最重要的一种分子间作用力就是氢键（Hydrogen Bonding）。
氢键是指由氢原子（H）与非金属原子（如氮、氧、氟等）中的电负性较高的原子（一般是氮、氧、和氟）形成的一种电荷间的相互作用力。
氢键通常分为两种类型：氢键供体（Hydrogen Bond Donor）和氢键受体（Hydrogen Bond Acceptor）。
氢键供体是指能够提供氢原子的物质，而氢键受体则是指可以接受氢原子的物质。
典型的氢键供体就是水分子，而氢键受体可以是各种分子，例如氧分子、氨分子等。
氢键的形成是由于氢原子与非金属原子之间的电负性差异。
非金属原子，如氮、氧、氟等，具有较高的电负性，因此会吸引周围的电子，使得电子云在非金属原子附近变得更加密集。
而氢原子，则因为电负性较低，电子云相对稀疏。
由于电子云的重新分布，氢与非金属原子之间会形成一个部分偶极负荷的相互作用区域。
这个部分偶极负荷可以与另一个分子的氢键受体部分形成氢键相互作用。
氢键的强度通常介于共价键和离子键之间。
一般来说，氢键的键能（Bond Energy）在5至30 kJ/mol之间。
氢键具有一些特殊性质，使得它在物质的性质中起到了重要的作用。
首先，氢键能够影响分子的物理性质。
由于氢键的存在，分子间的相互吸引力增强，使物质的沸点、熔点和溶解度等物理性质发生显著变化。
例如，水的沸点和熔点相对较高，这是由于水分子之间形成了大量的氢键。
另外，氢键也能够影响分子的旋转和振动，从而影响分子的谱学性质。
其次，氢键还可以影响分子的化学性质。
氢键的存在使得分子之间的电子云变得更加紧密，从而增加了分子间的相互作用力。
这种相互作用力能够影响分子的稳定性和反应性。
例如，氢键能够使一些化合物更加稳定，从而减缓其分解或反应速度。
课时作业13：2.3.2 较强的分子间作用力——氢键
第2课时较强的分子间作用力——氢键题组一氢键的形成与存在1．下列说法中不正确的是()A．所有含氢元素的化合物中都存在氢键，氢键是一种类似于共价键的化学键B．离子键、氢键、范德华力本质上都是静电作用C．只有电负性很大、半径很小的原子(如F、O、N)才能形成氢键D．氢键是一种分子间作用力，氢键比范德华力强考点氢键的形成及存在题点氢键的形成及表示方法答案 A解析并不是所有含氢元素的化合物都能形成氢键，氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F 键的物质中。
氢键不是化学键，是介于范德华力和化学键之间的特殊作用力，本质上也是一种静电作用。
2．(2020·宁夏吴忠中学高二单元测试)下列有关物质的结构和性质的叙述错误的是() A．水是一种非常稳定的化合物，这是由于水中存在氢键B．由极性键形成的分子可能是非极性分子C．水和冰中都含有氢键D．氢键比范德华力强，比化学键弱考点氢键的形成及存在题点氢键的形成条件及存在答案 A解析H2O中，O具有很强的得电子能力，因此与H形成的共价键很稳定，不容易被破坏，这与水中存在氢键无关，氢键影响的是物质的物理性质，A符合题意；由极性键形成的分子可能是非极性分子，如CO2是由极性键形成的非极性分子，B不符合题意；一个水分子中的O原子和另一个水分子的H原子能够形成氢键，水和冰中都含有氢键，C不符合题意；分子之间均存在分子间作用力，即范德华力。
3．下列几种氢键：①O—H…O—，②N—H…N—，③F—H…F—，④O—H…N—，按氢键从强到弱的顺序排列正确的是()A．③＞①＞④＞②B．①＞②＞③＞④C．③＞②＞①＞④D．①＞④＞③＞②答案 A考点氢键的形成及存在题点氢键的形成条件及存在解析F、O、N电负性依次降低，F—H、O—H、N—H键的极性依次降低，故F—H…F—中氢键最强，其次为O—H…O—，再次是O—H…N—，最弱的为N—H…N—。
4．(2019·南京高二月考)下列物质均易溶于水，但其纯物质分子间不能形成氢键的是() A．HCHO B．CH3OHC．CH3COOH D．HF答案 A解析甲醛中碳原子的电负性不大，故分子间不能形成氢键；甲醇分子间能形成氢键，表示为O—H…O—；乙酸分子间能形成氢键，表示为O—H…O—；氟化氢分子间能形成氢键，表示为F—H…F—。
较强的分子间作用力——氢键(20200725210543).pdf
第2课时较强的分子间作用力——氢键[学习目标定位] 1.了解氢键形成的条件及氢键的存在。
2.学会氢键的表示方法，会分析氢键对物质性质的影响。
一氢键1.比较H2O和H2S的分子组成、立体构型及其物理性质，分析H2O的熔、沸点比H2S高的原因是什么？答案H2O和H2S分子组成相似，都是V形极性分子，常温下H2O为液态，熔、沸点比H2S高。
在水分子中，氢原子与非金属性很强的氧原子形成共价键时，由于氧的电负性比氢大得多，所以它们的共用电子对就强烈地偏向氧原子，而使氢原子核几乎“裸露”出来。
这样带正电的氢原子核就能与另一个水分子中的氧原子的孤电子对发生一定程度的轨道重叠作用，使水分子之间作用力增强，这种分子间的作用力就是氢键，比范德华力大。
硫化氢分子不能形成氢键，故水的熔、沸点比硫化氢的高。
2.氢键的概念及表示方法氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力。
氢键的通式可用A—H…B—表示。
式中A和B 表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。
3.氢键的形成条件有哪些？答案(1)要有一个与电负性很强的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。
(2)要有一个电负性很强，含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y，如H2O中的氧原子。
(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。
一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。
所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。
4.氢键的特征是什么？答案(1)饱和性在形成氢键时，由于氢原子半径比X、Y原子半径小得多，当氢原子与一个Y原子形成氢键X—H…Y后，氢原子周围的空间已被占据，X、Y原子的电子云的排斥作用将阻碍一个Y原子与氢原子靠近成键，也就是说氢原子只能与一个Y原子形成氢键，即氢键具有饱和性。
(2)方向性X—H与Y形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定，所以氢键还具有方向性(如下图)。
氢键 分子间作用力
氢键分子间作用力氢键是一种分子间作用力，是水、蛋白质、DNA等生命体系中的重要作用力之一。
在化学和生物学领域中，氢键起着关键的作用，使得化学反应能够发生，使得DNA能够保存和传递信息。
本文将从以下几个方面对氢键进行阐述。
一、氢键的定义氢键是一种分子间作用力，具有特定的距离和方向性，通常是水、蛋白质、DNA等分子间的相互作用力。
氢键是一个由氢原子与电负性较强的原子（通常为氮、氧或氟）之间的弱键。
这种键是由氢原子中的部分正电荷与电负性强的原子中的电子对之间的相互作用力所形成的。
二、氢键的形成机制氢键形成的机制是基于氢原子的共价键基本性质。
在一个分子中，氢原子的电子云往往偏向与氧、氮、氟等原子。
这些原子上的电子云通常会被形成一个带负电荷的电荷密度极高的区域围绕，称为电子对。
当这个电子对接近一个氢原子时，氢原子的部分正电荷（即氢原子上的氢离子）会受到电子对的引力，被扯向电子对中心，形成了氢键。
三、氢键的性质氢键是由于氢原子的共价键性质而形成的，因此它只是一种比较弱的相互作用力，通常比离子键或共价键弱很多。
氢键特别具有方向性，即氢键只能沿特定的方向进行形成。
氢键具有很强的选择性，即它只能在特定的分子间形成，而不能在其他分子间形成。
四、氢键在化学和生物学中的应用氢键在化学和生物学中具有非常重要的应用。
在化学反应中，氢键起着非常重要的作用，在分子中起到催化、稳定分子结构等作用。
在生物学中，氢键与目标分子的相互作用是基于细胞生物学、生理学等领域的研究，可以帮助科学家研究细胞的生命过程。
同时，氢键也是蛋白质、DNA等生物分子中的一个非常重要的部分，对于生命体系的稳定和功能的实现起着至关重要的作用。
总之，氢键是化学和生物学领域中非常重要的一种分子间作用力。
它具有独特的方向性和选择性，使得它在分子中的作用特别显著。
氢键在化学反应中的催化和生物学功能的实现中起到特别重要的作用，对于细胞的生命过程有非常关键的意义。
课时作业6：2.3.2 较强的分子间作用力——氢键
第2课时较强的分子间作用力——氢键1.下列事实与氢键有关的是()A.水加热到很高的温度都难以分解B.水结成冰体积膨胀,密度变小C.CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量增大而升高D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱2.最近科学家宣称:普通盐水在无线电波照射下可燃烧,这伟大的发现有望解决用水作人类能源的重大问题。
无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。
上述“结合力”实质是()A.分子间作用力B.氢键C.非极性共价键D.极性共价键3.下列化合物含有氢键,且形成的氢键最强的是()A.甲醇B.NH3C.冰D.(HF)n4.下列说法正确的是()A.乙硫醇(CH3CH2—SH)比乙醇(CH3CH2—OH)熔点低原因是乙醇分子间易形成氢键B.氯化钠易溶于水是因为形成了氢键C.氨易液化与氨分子间存在氢键无关D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致5.关于氢键的下列说法正确的是()A.由于氢键的作用,使NH3、H2O、HF的沸点反常,且沸点高低顺序为HF>H2O>NH3B.氢键只能存在于分子间,不能存在于分子内C.没有氢键,就没有生命D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键,且氢键的数目依次增多6.图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA中的某一族元素形成的氢化物的沸点变化,每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是()A.H2SB.HClC.PH3D.SiH47.氨气溶于水时,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。
根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为()A. B.C. D.8.下列物质的变化,仅破坏范德华力的是()A.碘单质的升华B.NaCl溶于水C.将水加热变为水蒸气D.NH4Cl受热9.有4组同一族元素所形成的不同物质,在101 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示:第一组He-268.8 (a)-249.5 Ar-185.8 Kr-151.7第二组F2-187.0 Cl2-33.6 (b)58.7 I2184.0第三组(c)19.4 HCl-84.0 HBr-67.0 HI-35.3第四组H2O100.0 H2S-60.2 (d)42.0 H2Te-1.8下列各项判断正确的是()A.a、b、c的化学式分别为Ne2、Br2、HFB.第三组与第四组相比较,化合物的稳定顺序:HBr>dC.第三组物质溶于水后,溶液的酸性c最强D.第四组物质中H2O的沸点最高,是因为H2O分子内存在氢键10.氧是地壳中含量最多的元素。
第四讲分子间作用力和氢键
键的极性与分子的极性 共价键有非极性键与极性键之分。由共价键构 建的分子有非极性分子与极性分子之分。 度量分子极性大小的物理量叫做偶极矩(m)。偶 极矩是偶极子的电量q和偶极子两极的距离l的乘积 (m=qXl)。
q+
l
q_
偶极子与偶极矩(m=qXl)
偶极矩m=0的共价键叫做非极性共价键；偶极矩 m≠0的共价键叫做极性共价键。偶极矩m=0的分子叫做 非极性分子;偶极矩m≠0的分子叫做极性分子。
在细胞内合成蛋白质过程中, 先是在细胞核中以DNA为模板,
通过“氢键”的“牵引”合成
RNA,然后由RNA在细胞质中 又通过“氢键”的“牵引”由 氨基酸合成蛋白质的一级结 构——多肽链。
蛋白质变性与分子内氢键
蛋白质变性与分子内氢键分不开。煮熟的鸡蛋孵不出 小鸡,这是蛋白质变性而失去生物活性的结果。蛋白质凭
范德华力和氢键是两类最常见的分子间力 化学键能: H–H 436 kJ/mol F–F 155 kJ/mol
O=O 708 kJ/mol
NN 945 kJ/mol >200kJ/mol 分子间作用力 <10 kJ/mol 氢键 10 –30 kJ/mol
Cl–Cl
243 kJ/mol
300 ~500pm
_ _ O O + O m=0 D
H
H C +
N _
m= D
色散力 相对于电子，分子中原子的位置相对固定，而分子 中的电子却围绕整个分子快速运动着。
于是，分子的正电荷重心 与负电荷重心时时刻刻不重合， 非极性分子 产生瞬时偶极。分子相互靠拢 _ _ 时，它们的瞬时偶极矩之间会 + + 产生电性引力，这就是色散力。 产生瞬时 色散力不仅是所有分子都有的 偶极 最普遍存在的范德华力，而且 _ + _ + 经常是范德华力的主要构成。
课件11：2.3.2 较强的分子间作用力——氢键
2．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42 kJ·mol－1以下，比共价键的键能 小得多，而与分子间作用力更为接近些。例如， 水分子中 共价键与氢键的键能是不同。 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。
课堂探究 探究 范德华力、氢键、共价键的比较
【问题导思】 ①范德华力、氢键、共价键都有方向性吗？ ②范德华力、氢键、共价键的大小都能影响分子的稳定 性吗？
【提示】①范德华力无方向性，氢键和共价键有方向性。 ②范德华力、氢键不影响分子的稳定性。共价键的大小影 响分子的稳定性。
范德华力
氢键
共价键
概念
(2)黏度 分子间有氢键的液体，一般黏度较大。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， 这些物质通常为黏稠状液体。 (3) 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。
3．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)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。
课件1：2.3.2 较强的分子间作用力——氢键
3. 氢键键能大小范围
氢键介于范德华力和化学键之间,是一种较弱 的作用力。
F—H---F O—H--- O N—H--- N
氢 键 键 能 28.1
(kJ/mol)
范德华力
13.4
(kJ/mol)
共价键键能
568
(kJ/mol
18.8 16.4 462.8
17.9 12.1 390.8
4. 氢键强弱
随温度升高，同时发生两种相反的过程：一是冰晶结
构小集体受热不断崩溃，缔合分子减少；另一是水分子 间距因热运动不断增大．0～4℃间，前者占优势， 4℃ 以上，后者占优势， 4℃时，两者互不相让，招致水的 密度最大．
练习：
下列关于氢键的说法中正确的是( C )
A. 每个水分子内含有两个氢键 B. 在所有水蒸气、水、冰中都含有氢键 C. 分子间能形成氢键，使物质的熔沸点升高 D. HF稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键
第2章 分子结构与性质
第三节 分子的性质 第2课时 较强的分子间作用力——氢键
1. 氢键概念
氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经 与电负性很强的原子形成共 价键的氢原子与另一 分子中电负性很强的原子之间的作用力.
例如： 在HF中 F 的电负性相当大, 电子对强烈地偏向 F, 而 H 几乎成了质子(H+), 这种 H 与另一个HF分子中电 负性相当大、半径小的F相互接近时, 产生一种特殊的分 子间力 —— 氢键.
氢键强弱与X和Y的吸引电子的能力有关，即与X和 Y的电负性有关.它们的吸引电子能力越强(即电负性越 大)，则氢键越强，如F原子得电子能力最强，因而FH…F是最强的氢键; 原子吸引电子能力不同，所以氢键 强弱变化顺序为：
化学 分子间作用力与氢键
F > O > N > Cl > S
因此形成的氢键长度依次增大，键能减小。
下列化合物中沸点最低和最高的是哪个？ A. HF B. H2O C. NH3 D. CH4
CH4 NH3 HF H2O
-161.5℃ -33.5℃ 19.54℃ 100℃
各元素电负性比较： F>O>N>C 氢键键能依次减小
分子量相同的CO和N2沸点不同的主要原因？
两者分子量相同，且两者都是双原子分子。但是CO是极性 分子，N2是非极性分子。CO中同时存在色散力、诱导力和 取向力，N2中只存在色散力，因此CO总的分子间作用力比 N2大，即CO的沸点（-191.5℃）>N2的沸点（-195.6℃） NH3与H2O可互溶、I2易溶于CCl4、CCl4不溶于H2O的原因？ NH3与H2O均为极性分子，他们之间存在着三种作用力。
分子间作用力与氢键STA源自T分子间作用力的本质和特点是什么？
本质：分子间的电磁相互作用，即静电 力。分为取向力、诱导力和色散力。这 种作用力由荷兰物理学家范德华首先发 现，故又称范德华力。
取向力：极性分子和极性分子之间固有偶极的取向及 其静电引力。 诱导力：极性分子固有偶极和非极性分子诱导偶极间 的静电引力。 *极性分子之间相互取向后也会使对方变形极化而产生 诱导偶极，因此极性分子之间也会存在诱导力。 色散力：分子间由于瞬间偶极而产生的作用力。
I2和CCl4均为非极性分子，他们之间存在着色散力，色散力 大小与相对分子质量成正比，而两种物质相对分子质量都 比较大（254和154），色散力比较大。
CCl4与H2O，CCl4分子之间存在着较大的色散力（相对分子 质量154），而CCl4（154）和H2O（18）之间的色散力较小， 因此CCl4不溶于H2O
分子间作用力和氢键
分子间作用力和氢键
静电作用力是由于分子内部带电离子之间的相互作用力引起的。
当两
个分子中正电荷和负电荷之间距离足够接近时，静电作用力会使得两个分
子相互吸引并形成一种较强的分子间作用力。
这种作用力在离子晶体、离
子化合物和一些极性分子中发挥着重要作用。
范德华力是由于分子之间的瞬时感应偶极引起的，属于一种比较弱的
分子间作用力。
范德华力的大小与分子间的距离、分子的极化程度以及电
子云的相互重叠程度有关。
范德华力在非极性分子和金属原子之间起着重
要的作用。
氢键是一种特殊的分子间作用力，由带有氢原子的一个分子与一个带
有较强电负性原子（如氧、氮或氟）的另一个分子之间的相互作用力引起。
氢键的形成需要满足两个条件：一是氢原子与与其相连接的电负性原子之
间的键长较短，一般在0.9到1.1埃之间；二是与氢原子相连接的电负性
原子周围的空间有较高的电子密度。
氢键在分子的性质和结构方面起着重要的作用。
例如，在水分子中，
氢键使得水分子具有较高的沸点和熔点，以及较大的表面张力。
在DNA和
蛋白质的结构中，氢键对于分子的稳定性和空间结构的形成起着至关重要
的作用。
此外，氢键还可以用来解释一些特殊现象，如液体水中的疏水效应、非极性分子的溶解性和分子识别等。
总结起来，分子间作用力包括静电作用力、范德华力和氢键等。
其中，氢键是一种特殊的分子间作用力，对于分子的性质和结构具有重要影响。
深入了解分子间作用力和氢键的机理和性质，不仅有助于我们对物质的性
质和行为有更深入的理解，还为材料科学、药物设计等领域的研究提供了重要的理论基础。
高二人教版化学选修3同步作业第二章 第三节 第2课时较强的分子间作用力——氢键
第2课时较强的分子间作用力——氢键1．氨气溶于水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。
根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为()答案 B解析从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤电子对，所以以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2O NH＋4＋OH－可知答案是B。
2．下列物质中含有氢键，且氢键最强的是()A．甲醇B．NH3C．冰D．(HF)n答案 D解析氢键可表示为X—H…Y—(X、Y可相同也可不同，一般为N、O、F)，当X、Y原子半径越小、电负性越大时，在分子间H与Y产生的静电吸引作用越强，形成的氢键越牢固。
3．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。
则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()A．sp，范德华力B．sp2，范德华力C．sp2，氢键D．sp3，氢键答案 C解析B原子最外层的3个电子都参与成键，故B原子可以形成sp2杂化轨道；B(OH)3分子中的—OH可以与相邻分子中的H原子形成氢键。
故选C。
4．下列事实与氢键没有关系的是()A．H2O比H2S更难分解B．HF的熔、沸点高于HClC．酒精可以和水以任意比例互溶D．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛答案 A解析溶质与水分子间形成氢键会促进溶解，分子间形成氢键会导致物质的熔、沸点升高，分子内形成氢键则会导致物质的熔、沸点降低。
氢化物的稳定性与分子内的共价键的键能有关，与氢键无关。
常见的氢化物分子间存在氢键的有HF、H2O、NH3。
酒精分子中—OH极性强，能与水形成氢键。
邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛易形成分子间氢键。
5．下列物质的熔、沸点高低顺序正确的是()A．F2>Cl2>Br2>I2B．CF4>CCl4>CBr4>CI4C．HF<HCl<HBr<HID．CH4<SiH4<GeH4<SnH4答案 D解析物质的熔、沸点高低由分子间作用力大小决定，分子间作用力越大，熔、沸点越高，反之越低。
较强的分子间作用力——氢键
第2课时较强的分子间作用力——氢键[目标定位] 1.了解氢键形成的条件及氢键的存在。
2.学会氢键的表示方法，会分析氢键对物质性质的影响。
一、氢键1．比较H2O和H2S的分子组成、立体构型及其物理性质，分析H2O的熔、沸点比H2S高的原因是什么？答案H2O和H2S分子组成相似，都是V形极性分子，常温下H2O为液态，熔、沸点比H2S 高。
在水分子中，氢原子与非金属性很强的氧原子形成共价键时，由于氧的电负性比氢大得多，所以它们的共用电子对就强烈地偏向氧原子，而使氢原子核几乎“裸露”出来。
这样带正电的氢原子核就能与另一个水分子中的氧原子的孤电子对发生一定程度的轨道重叠作用，使水分子之间作用力增强，这种分子间的作用力就是氢键，比范德华力大。
硫化氢分子不能形成氢键，故水的熔、沸点比硫化氢的高。
2．氢键的概念及表示方法氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很大的原子之间的作用力。
氢键的通式可用A—H…B—表示。
式中A和B 表示F、O、N，“—”表示共价键，“…”表示氢键。
3．氢键的形成条件有哪些？答案(1)要有一个与电负性很强的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O中的氢原子。
(2)要有一个电负性很强，含有孤电子对并带有部分电荷的原子Y，如H2O中的氧原子。
(3)X和Y的原子半径要小，这样空间位阻较小。
一般来说，能形成氢键的元素有N、O、F。
所以氢键一般存在于含N—H、H—O、H—F键的物质中，或有机化合物中的醇类和羧酸类等物质中。
4．氢键的特征是什么？答案(1)饱和性在形成氢键时，由于氢原子半径比X、Y原子半径小得多，当氢原子与一个Y原子形成氢键X—H…Y后，氢原子周围的空间已被占据，X、Y原子的电子云的排斥作用将阻碍一个Y原子与氢原子靠近成键，也就是说氢原子只能与一个Y原子形成氢键，即氢键具有饱和性。
(2)方向性X—H与Y形成分子间氢键时，3个原子总是尽可能沿直线分布，这样可使X与Y尽量远离，使两原子间电子云的排斥作用力最小，体系能量最低，形成的氢键最强、最稳定，所以氢键还具有方向性(如下图)。
分子间作用力与氢键
分子间作用力与氢键在化学中，分子间作用力是指各种分子之间的相互作用力。
分子间作用力对于物质的性质，如物理状态、沸点、热力学稳定性等起着重要的影响。
其中，氢键是一种重要的分子间作用力。
分子间作用力可以分为三个主要类型：范德华力、电性作用力和氢键。
范德华力是两个非极性分子之间的相互作用力，包括两种形式：分散力和极化力。
分散力是由于电子在分子中的不均匀分布而引起的，它是一种瞬时的、弱的相互作用力。
极化力是由于分子中的极性键而产生的，它比分散力要强一些。
电性作用力是两个电性分子之间的相互作用力，主要包括静电作用力和取代作用力。
静电作用力是由于两个分子中的电荷之间的相互吸引或排斥而产生的。
取代作用力是由于分子中的取代基之间的相互作用而产生的。
而氢键则是一种更强的分子间作用力，它是通过氢原子与电负性较大的原子之间的相互作用而形成的。
氢键通常形成在氢原子与电负性较大的元素（如氧、氮和氟）形成的分子中。
这是因为这些元素比氢原子更电负，能够吸引氢原子的电子。
氢键的形成通常使得分子更加稳定。
氢键可以被认为是一种极化的共价键，它比普通的范德华力和电性作用力更强。
氢键在许多生物、化学和物理过程中起着重要的作用。
在水中，氢键是水分子之间形成液态水的主要原因。
水的凝聚态性质以及冰的晶格结构都与氢键有关。
氢键也是蛋白质和核酸分子的结构稳定性的重要因素。
在生物体内，氢键对于蛋白质折叠、DNA双链形成以及许多其他生物过程的运作起着至关重要的作用。
此外，氢键还在化学反应中起着重要的作用。
在一些化学反应中，氢键可以作为反应物和产物之间的过渡态，从而降低反应活化能，促进反应的进行。
例如，在众多酶催化反应中，氢键参与了底物-酶相互作用，从而影响反应速率。
在总结中，分子间作用力对于物质的性质和反应过程起着至关重要的作用。
氢键是一种特殊的分子间作用力，它比其他类型的作用力更强，并且在生物、化学和物理过程中具有重要的作用。
研究和理解分子间作用力和氢键的性质和行为将为我们认识到更多的物质现象以及开发新的材料和药物提供重要的指导。
分子间作用力与氢键
C
24Cl
第十页，共12页。
5.下列过程中，共价键被破坏的是( )D
A.碘升华
B.溴蒸气被木炭吸附
6.最近，科学研制得一种新的分子，它具有
空心的类似足球状结构，化学式为C60，下列说
法正确的60和金刚石都是碳单质
60中含离子键
60中只有共价键
第十一页，共12页。
7. 关于化学键的下列叙述中，正确的是 （ A）D
Cl2
F2 F2
卤素单质的熔、沸点与 相对分子质量的关系
第二页，共12页。
应用：对于四氟化碳、四氯化碳、四溴化碳、 四碘化碳，其熔沸点如何变化？
温度/℃
250 200 150
沸点
CBr4 ×
×
熔点
CI4
100 CCl4× 50
× CBr4
0
-50 -100 -150 -200
100×200 300 400 500
（3）、表示方法：X—H…Y（X.Y可相同或不同， 一般为N、O、F）。
第六页，共12页。
（4）、特征：具有方向性。
第七页，共12页。
（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) 氢键的形成可改变物质的密度
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
CCl4
相对分子质量
× CF4 × CF4
-250
四卤化碳的熔沸点与 相对原子质量的关系
第三页，共12页。
归纳:分子间作用力与化学键的比较
作用微粒 作用力大小
意义
化学键 范德华力
原子间 或离子间