氢键对物质结构和性质的影响及其应用前景
化学键对物质性质的影响
化学键对物质性质的影响
化学键对物质性质的影响如下：
化学反应能使原有物质性质发生改变。
化学键是物质间牢固连接的关系，具体又可分为"氢键"、"静电力"、"离子键"和"共价键"等几种，各化学键具有比较固定的键长、键角、键强度等特点，从而对相应物质的性质产生影响。
以氢键为例，该键由一个氢原子与其他元素原子之间的相互作用形成，氢键是前沿生物分子（如蛋白质、胆固醇等）形成和维持结构所必须的化学作用，当氢键构成物质时，其相对分子量小，沸点低，有液态可供使用，所以具有较好的溶解性、流动性和稳定性，能实现密度的大小变化，更易于发生生物反应，从而影响物质的性质。
离子键具有较强的结合能力，是由两个或多个具有正、负电荷的小颗粒结合而形成的，它的结构较稳定，因此影响物质的溶解度和熔点，尤其是同质离子盐，其滴定锅宽度很小，且熔点高，导致可以实现导传电等性质，而这一性质可以被应用到多媒体技术中来。
最后，共价键即共以原子共享一对电子而形成的化学键，它的建立是由于两个原子的地址位的完整性的要求，因此共价键十分稳定，可使物质的分子质量增加，改变物质的性质，其中比较典型的例子莫过于有机化学中碳和氢组成的碳烃中的共价键，当这种结构发生变化时，它就能改变物质的性质，甚至产生新物质。
总而言之，化学键对物质性质有很大的影响，其中氢键、离子键和共价键最为典型，只有当链接物质的化学键发生改变，物质的性质才会
改变，使其能更好的服务于生活的各个领域，从而更加科学、高效的进行各类反应。
键的极性和分子的极性 范德华力和氢键及其对物质性质的影响
氢键的存在可以 影响分子的极性 从而影响分子的 性质和反应性
氢键的形成条件
氢原子与电负性较大的原子（如F、O、N）形成共价键 氢原子与电负性较大的原子之间存在一定的距离 氢原子与电负性较大的原子之间的角度合适 氢原子与电负性较大的原子之间的电子密度较高
氢键对物质性质的影响
氢键对物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质有重要影响 氢键对物质的化学性质有重要影响如反应速率、反应选择性等 氢键对物质的生物活性有重要影响如药物的活性、酶的活性等 氢键对物质的晶体结构有重要影响如晶体的稳定性、晶体的形态等
取向力是由于分子间的极性相互作用引起的 氢键是由于分子间的氢原子与电负性原子之间的相互作用
引起的
范德华力的影响因素
分子极性：分子极性越大 范德华力越强
分子间距离：分子间距离 越近范德华力越强
温度：温度越高范德华力 越弱
压力：压力越大范德华力 越强
范德华力对物质性质的影响
范德华力影响物质的熔点、 沸点、硬度等物理性质
子
键的极性的影响
影响分子的极性： 键的极性决定了 分子的极性
影响分子的稳定 性：键的极性影 响分子的稳定性
影响分子的反应 性：键的极性影 响分子的反应性
影响分子的物理性 质：键的极性影响 分子的物理性质如 溶解度、熔点等
Prt Three
分子的极性
分子的极性的定义
极性分子：分子中 存在电荷分布不均 匀的情况导致分子 具有正负电荷中心
添加标题
判断分子的极性：通过比较 分子中所有键的极性来判断
分子的极性
非极性分子：分子中所有键 的极性之和小于0分子为非极
性分子
添加标题
添加标题
添加标题
电负性差：两个原子的电负 性差越大键的极性越强
氢键的形成以及对物质性质的影响
氢键的形成以及对物质性质的影响090901135 姚瑶摘要：本文主要论述了氢键的本质，形成，种类以及对物质性质的影响，阐述了氢键形成的条件以及分子中存在氢键物理和化学性质的变化。
关键词：氢键，形成条件，影响在高中化学课本必修2第二章中讲微粒之间的相互作用力涉及到氢键的内容，NH3，H2O，HF等分子之间存在一种比分子间作用力稍强的相互作用，这种相互作用叫氢键。
氢键是已经以共价键与其他原子键合的氢原子与另一个原子间产生的分子间作用力。
原子半径较小，非金属性很强的原子X（N，O，F）与H原子形成强极性共价键，与另一个分子中半径较小，非金属性很强的原子Y（N，O，F）产生较强的静电吸引，形成氢键，通式X-H…Y-H（X,Y可同可不同，一般为N，O，F）。
氢键可以分为分子间氢键和分子内氢键。
根据氢键的形成条件，CHF3满足氢键形成条件，但CHF3能否形成分子间氢键？形成氢键必须满足俩个基本条件，第一：分子中必须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子，第二：另一分子中必须有带孤对电子对，电负性大，且原子半径小的元素（如F，O，N等），因为氢原子的特点是原子半径小，结构简单，核外只有一个电子，无内层电子，它与电负性大的元素形成共价键后，电子强烈电负性大的元素一边，使氢几乎成为赤裸的质子，呈现相当强的正电负性，因此它易与另一分子中电负性大的元素接近，并产生静电吸引作用，从而形成氢键。
但分析CHF3的结构，其中的H原子是不符合形成氢键条件的，因为H是和电负性不太大的C原子相连的。
在CHF3分子中，三个F原子和C相连，F原子电负性很大，是否会由于三个F对C的作用从而诱导H有了较大的正电性而能够形成氢键呢？我们知道，若分子间形成氢键，则同类型化合物的熔沸点将出现异常现象。
因为氢键的形成会使分子间有了较强的结合力，化合物的熔点和沸点会显著升高。
如某些氢化物的沸点递变顺序：NH3>PH3>AsH3>SbH3结构和组成相似的分子型物质，沸点随分子量增大而升高，但这里却出现意外，原因是HF，H2O，NH3分子间形成了氢键。
浅析氢键及其对物质性质的影响
表 3 甲苯与甘油的粘度比较 物质 甲苯 甘油 粘度 (毫泊 , 20 e ) 5. 903 10690
). 同理 ,
) 明显大于其间位
(8 . 3 @10 ) 、 对位 ( 2. 7 @ 10 ) 异构体及苯甲酸, 酸性最强. 这是由于邻位上的羟基可以与苯甲酸根生成分 子内氢键. 除此之外 , 分子内氢键的形成还导致有机分子构象的稳定性发生变化; 某些互变异构平衡中大量烯 - 1 醇式结构的存在也与此有关; 对红外吸收也有影响, 游离的 ) OH 约在 3 600+ 3 650 cm 处吸收 , 氢键缔合 后 , 由于电偶极距增大 , 伸缩频率 ( v)移至 3 200- 3 450 cm , 峰强而宽 . 分子内氢键的形成波数降得更低 , 谱带变宽强度不增. 一般情况下 , 形成分子内氢键的物质其吸收峰不受浓度影响 , 形成分子间氢键的物质其 - 1 吸收峰随浓度增大而变强. 如顺 ) 1 , 2环戊二醇的四氯化碳稀溶液, 在 3 455 c m 处出现缔合 ) OH 伸缩峰, 此 峰在溶液高度稀释时也不消失, 可以断定分子内氢键的存在. 这是区别分子内氢键和分子间氢键较好的方法.
- 1 [ 3]
T he Ana lysis of E ffects of In ter - and Intra - m olecu la r H ydrogen Bond on the N atur e of th eM a ter ia l
LIU Yan- ling , Z HANG Zhen- bao (TheD epartm en t o f Che m istry, Lvliang Colle ge , Lishi Shanxi 033000 , China ) Abstr act: H ydrogen- bond is a k in d ofweak in teraction betw een in tramolecu la r or inter m olecu lar . This paper dea ls w ith the nature and types of hydrogen bond and the in fluences of hydrogen bonds on properties of co mpounds. In particular , th is paper illustrates th e different influ ence of Inter- and Intra- molecu lar hydrogen bond on the prop2 ert ies of the m ateria. l K ey w ord s : in fluence ; property ; hydrogen- bond 38
聚苯胺与醇羟基之间形成氢键
聚苯胺与醇羟基之间形成氢键聚苯胺与醇羟基之间形成氢键1. 引言在化学领域，氢键是一种重要的相互作用力，它能够影响物质的结构和性质。
聚苯胺是一种具有广泛应用前景的聚合物材料，而醇羟基是一种常见的功能团。
本文将探讨聚苯胺与醇羟基之间形成的氢键，探讨其对聚苯胺性质的影响。
2. 什么是氢键氢键是一种特殊的化学键，它的形成是由氢原子与电负性较高的原子（通常是氮、氧或氟）之间的相互作用引起的。
氢键通常比较弱，但却具有非常重要的作用。
它能够影响物质的结构、性质和相态。
3. 聚苯胺的结构与性质聚苯胺是一种由苯胺单体聚合而成的聚合物材料。
它的结构中含有氨基（-NH2）和苯环，由于氨基上的氢原子与氮原子之间的共价键比较极性，因此聚苯胺具有较强的氢键形成能力。
4. 醇羟基的结构与性质醇羟基是一种含有羟基（-OH）的官能团。
羟基上的氢原子与氧原子之间形成了较强的氢键。
醇羟基可以与许多物质形成氢键，对物质的溶解性、反应性和性质都有着重要影响。
5. 聚苯胺与醇羟基之间的氢键形成因为聚苯胺中的氨基和醇羟基都具有氢键形成能力，所以在适当的条件下，聚苯胺与醇羟基之间可以形成氢键。
在聚苯胺中，氨基中的氢原子与醇羟基中的氧原子之间形成氢键。
这种氢键的形成能够使聚苯胺与醇羟基之间发生相互作用，从而影响聚苯胺的性质。
6. 聚苯胺与醇羟基氢键的影响氢键的形成对聚苯胺的性质具有重要影响。
氢键增强了聚苯胺的链间相互作用力，使其相对稳定。
氢键的形成能够改变聚苯胺的溶解性质和热稳定性。
聚苯胺与醇羟基之间氢键的形成还能够调控聚苯胺的电导性能和响应性，对聚苯胺在电子器件、传感器和催化剂等领域的应用产生重要影响。
7. 个人观点与理解聚苯胺与醇羟基之间形成的氢键是一种重要的化学相互作用。
这种相互作用能够影响聚苯胺的结构、性质和应用，并具有巨大的潜力。
我认为进一步研究和理解聚苯胺与醇羟基之间的氢键形成机制，将有助于我们设计和合成新型聚合物材料，拓展其在各个领域的应用。
氢键的形成及其对物质性质的影响
氢键的形成及其对物质性质的影响作者：张进来源：《新课程·教育学术》2010年第04期摘要:物质由原子、分子和离子等微观粒子组成,而使原子、分子和离子相互聚集在一起形成宏观物质的作用力有离子键、共价键、金属键和分子间作用力,除此之外还有一类特殊的分子间作用力——氢键。
由于氢键的存在,导致物质表现出很多特殊的性质,本文就简单介绍氢键的形成及其对物质性质的影响。
关键词:氢键电负性键长键能根据元素周期律:物质的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化,我们推测各主族元素所形成的同类型气态氢化物中,核电荷数最小的沸点应最低,然而第ⅤA、ⅥA、ⅦA三个主族的元素却并非如此:从表中可以看出,NH3、H2O和HF的熔沸点反常的高,这是为什么呢?原来与负电性极强的元素X(如F、O、N等)相结合的氢原子,会和另一分子中电负性极强的原子Y之间,产生以氢为引力而形成一类特殊的分子间作用力——氢键。
氢键的存在直接影响分子的结构,构象、性质与功能,因此研究氢键对认识物质具有特殊的意义。
一、氢键的形成及表示方法1.氢键的形成与电负性极强的元素X(如F、O、N等)相结合的氢原子,由于X的电负性很大,吸引电子能力很强,使氢原子变成一个几乎没有电子云的“裸露”的质子而带部分正电荷,它的半径特别小,电场强度很大,又无内层电子,可以允许另一个电负性大,半径小且有孤对电子的Y原子充分接近它,从而产生强烈的静电相互作用而形成氢键。
即形成氢键须符合以下两个条件:(1)分子中必须有一个与电负性很强的元素形成强极性键的氢原子。
(2)分子中必须有带孤对电子,电负性大,原子半径小的元素(一般为F、O、N)。
能够形成氢键的物质是很广泛的,如水、醇、胺、羧酸、无机酸、水合物、氨合物、蛋白质、脂肪等。
氢键能存在于晶态、液态、甚至于气态之中。
2.氢键的表示方法氢键结合的情况如果写成通式,可用X-H…Y表示,X和Y可以相同,亦可不同。
二、氢键的特点氢键基本上还是属于静电吸引作用,它有以下特点:1.键长大氢键的键长一般较大,如:O-H之间的距离为99pm,O-H…O之间的距离为276pm,所以液态水中氢键键长为177pm;F-H…F之间的距离为255pm,F-H之间的距离为92pm,所以HF中氢键键长为163pm。
2022届高三化学高考备考二轮复习专题：物质结构与性质综合题课件
(
)，三种分子中键角由大到小的顺序为________________。
[解析] N、P、As 属于同一主族元素，其电负性：N＞P＞As，因三种氢化 物分子中的中心原子电负性逐渐减弱，则分子中成键电子对逐渐远离中心原子， 致使成键电子对的排斥降低，键角逐渐减小，即键角由大到小的顺序为 NH3＞PH3 ＞AsH3。
的沸点比
高，原因是_______________。
(4)硼酸晶体是片层结构，其中一层的结构如图所示。硼酸在冷水中溶解度很小，但在 热水中较大，原因是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)HF、C2H2 都是由分子构成的分子晶体，分子晶体的熔、沸点受分子间作用力的影响，由于 在 HF 分子之间除了存在范德华力外，还存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质气化需 要消耗的能量比一般的普通分子消耗的能量高，即 HF 的沸点比乙炔的高。在 BF3 分子中的 B 原子上有空轨道，而 HF 分子中的 F 原子上有孤电子对，当 BF3 与 HF 靠近时，HF 分子中 F 原子的孤电子对填充 BF3 分子中 B 原子的空轨道，二者形成配位键，从而结合形成 HBF4。
间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是______________。
(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________________
氢键能使物质的熔沸点均升高
氢键能使物质的熔沸点均升高
氢键是一种分子间作用力，它存在于含有氢原子的分子之间。
氢键的形成是由于氢原子与电负性较强的原子（如氧、氮、氟等）之间的相互作用。
氢键的存在对物质的物理性质有显著影响，其中一个方面就是对物质的熔沸点的影响。
当物质中存在氢键时，分子之间的相互作用力增强，需要更高的能量才能使分子克服氢键的相互作用而分离。
因此，氢键的存在会使物质的熔沸点升高。
氢键的强度和数量会影响物质的熔沸点升高的程度。
一般来说，氢键越强、数量越多，物质的熔沸点升高就越显著。
例如，水的沸点为 100℃，远高于同族的氢化物如硫化氢（-60.2℃）和甲烷（-161.5℃），这是因为水分子之间存在着较强的氢键。
氢键不仅存在于小分子中，也存在于大分子中，如蛋白质、核酸等。
在这些大分子中，氢键的存在对于维持其三维结构和生物活性起着重要作用。
需要注意的是，氢键并不是一种化学键，它的作用力相对较弱，一般在几十千焦每摩尔的范围内。
因此，氢键对于物质的熔沸点的影响通常是相对较小的，但在一些特殊情况下，氢键可以使物质的熔沸点升高几十甚至上百度。
总之，氢键能使物质的熔沸点升高，这是由于氢键的存在增强了分子之间的相互作用力，需要更高的能量才能使分子克服氢键的相互作用而分离。
氢键的强度和数量会影响熔沸点升高的程度，氢键在维持大分子的结构和生物活性方面也起着重要作用。
氢键对物质性质的影响
氢键对物质性质的影响氢键（Hydrogen Bond）是一种弱的相互作用力，是指氢原子与较负电的原子（如氧、氮）或较高电性的阳离子之间形成的键。
氢键对物质的性质产生了广泛的影响，包括物质的物理性质、化学性质和生物性质。
本文将通过对氢键的不同作用方式进行探讨，分析氢键对物质性质的影响。
首先，氢键可以影响物质的物理性质。
由于氢键的存在，分子间的吸引力增强，使得物质的沸点、熔点和溶解度增加。
例如，水分子之间形成的氢键使其沸点和熔点较高，这使得水在常温下处于液态，适合生物体内的化学反应进行。
另外，氢键还影响分子的密度和晶体的结构。
以冰为例，水分子通过氢键排列成规则的晶体结构，使得冰具有低密度和规则的六角晶格。
其次，氢键在化学反应中起到了重要的作用，并影响物质的化学性质。
氢键能够增强分子的稳定性，使得分子间形成稳定的结构。
例如，在酸碱中，氢键能够稳定酸分子和碱分子之间的结合，影响酸碱反应的速率和平衡。
氢键还可以影响化学反应的反应速率和方向。
以脱氧核糖核酸（DNA）为例，DNA链上的氢键可以稳定两个互补的碱基之间的结合，并在复制和转录过程中起到模板的作用。
最后，氢键对于生物体的结构和功能也产生了重要的影响。
在生物大分子中，特别是蛋白质和核酸中，氢键在维持分子结构的稳定性和功能中起到关键作用。
例如，在蛋白质的二级结构中，氢键在螺旋和折叠中起到了稳定结构的作用。
在DNA的双螺旋结构中，氢键保持了碱基对之间的稳定性，从而维持了DNA的信息传递功能。
此外，氢键还会对物质的电荷分配和分子间相互作用产生影响。
由于氢键的极性，使得氢原子具有正电荷，成为一个弱酸性质的阳离子。
这种电荷分配增加了分子间的静电作用力，从而影响分子间的相互作用。
另外，氢键可以通过给质子传递的方式影响溶液中物质的酸碱性质。
在水溶液中，氢键的传递可以使pH变化，从而影响溶液中的化学反应。
综上所述，氢键对物质的性质产生了广泛的影响。
它可以影响物质的物理性质，使得物质的沸点、熔点和溶解度变化；同时，氢键在化学反应中起到了重要的作用，影响反应速率和方向；此外，氢键在生物体的结构和功能中起到关键作用，维持分子的稳定性和功能。
范德华力和氢键对物质的物理性质的影响
范德华力和氢键对物质的物理性质的影响
德华力和氢键是物质结构中重要的物理性质，它们能够影响物质的性质，从而
影响其作用。
德华力是由电子之间不可见的潜在力组成，它以极短的距离加以作用，能够使
物质具有结构弹性、变形性以及其他特定性质。
有理想表示可以这样表示，它将立体化合物的原子形成隐藏的网络形态，这样就可以有效地改变物质的性质。
例如，德华力可以影响结晶晶体的形状，以及结晶晶体的拉伸和抵抗力量。
氢键则可以用来牢牢地连接物质中的原子和分子之间，有效地影响它们的密度、熔解温度、形貌等等，使它们具有稳定的化学结构。
氢键在气体状态的混合物中会稍有变化，但是在其他状态中会通过伪势来形成很强的结合。
舍伍德（Schwartz）-ster氏定律认为，没有氢键的物质的性质都会受到影响，从而对熔点有直接的估
计值。
例如，在生物材料，如淀粉，分子结构中的氢键有助于结构的稳定，使医护材料在改变温度时能够维持形状和结构。
总而言之，德华力和氢键都是物质结构中极其重要的物理性质，它们可以共同
影响物质的性质，促进物质的化学反应，也有助于改变物质的温度特性及稳定性，从而在许多层次上影响物质的反应。
氢键意义总结
氢键意义总结概述氢键是一种特殊的化学键，它在分子间的相互作用中起着重要的作用。
氢键的形成和破裂对于分子结构、物理性质和化学反应都具有重要意义。
在本文档中，我们将对氢键的意义进行总结。
分子间相互作用分子之间的相互作用对于物质的性质和行为至关重要。
氢键是一种分子间的相互作用，它主要存在于含有氢原子的分子中。
它的强度介于共价键和离子键之间，经常用于解释分子之间的非共价相互作用。
三种类型的氢键根据氢键的形成位置和性质，可以将其分为三种类型：分子-分子氢键、分子-离子氢键和分子内氢键。
分子-分子氢键分子-分子氢键发生在两个不同分子之间的氢键相互作用中。
例如，水分子（H2O）之间的氢键是其中的一种形式。
它可以使水分子更加结合，并影响水的物理性质，如沸点和冰的密度。
分子-离子氢键分子-离子氢键发生在分子和离子之间。
典型的例子是在一些盐的晶体中，阳离子和水分子之间形成的氢键。
氢键可以影响晶体的结构和稳定性。
分子内氢键分子内氢键发生在一个分子内部的氢键相互作用中。
分子内氢键可以使分子产生一些特殊的构象和稳定性。
例如，酮和醇中的分子内氢键可以改变它们的化学性质和反应活性。
氢键的重要意义氢键在化学和生物学中具有广泛的应用和重要性。
下面列举氢键的几个重要意义：维持分子结构氢键可以通过使分子组成更紧密，从而维持分子结构的稳定性。
在一些官能团和功能群中，氢键可以使它们与其他分子相互作用，从而影响分子的形状和结构。
决定物理性质氢键对物质的物理性质有重要影响。
例如，在液体中，氢键可以使分子间的相互吸引力增强，从而提高沸点和熔点。
氢键也可以影响溶解度、表面张力和黏性等物理性质。
调控化学反应氢键在化学反应中扮演着关键角色。
它可以影响分子的构象和空间排列，从而调控反应的速率和选择性。
例如，在酶催化的生物化学反应中，氢键的形成和破裂是决定反应速率和特异性的关键因素。
生物活性氢键在生物分子中起着关键作用。
例如，在DNA和蛋白质的结构中，氢键是稳定其三维结构的重要因素。
114. 什么是氢键？它如何影响物质的性质？
114. 什么是氢键？它如何影响物质的性质？关键信息项：1、氢键的定义2、氢键对物质物理性质的影响3、氢键对物质化学性质的影响11 氢键的定义氢键是一种特殊的分子间或分子内的相互作用。
它是由一个与电负性较大的原子（如氟、氧、氮）以共价键结合的氢原子，与另一个电负性较大的原子之间形成的一种弱键。
氢键的形成通常需要满足一定的条件，包括氢原子与电负性较大的原子之间的距离、角度等。
111 氢键的特点氢键具有一定的方向性和饱和性。
方向性指的是氢原子与接受电子的原子之间的相对位置具有一定的取向；饱和性则表示在一个给定的体系中，氢键的数量是有限的。
112 氢键的强度氢键的强度介于共价键和范德华力之间，但其对物质性质的影响却十分显著。
12 氢键对物质物理性质的影响121 熔点和沸点氢键的存在会显著提高物质的熔点和沸点。
例如，水（H₂O）由于分子间存在氢键，其沸点比同分子量的其他化合物要高得多。
在液态水中，水分子通过氢键形成短暂的、动态的网络结构，这需要更多的能量来打破，从而导致了水的高沸点。
122 溶解性氢键也会影响物质的溶解性。
一些溶质分子能够与溶剂分子形成氢键，从而增加其在该溶剂中的溶解度。
例如，乙醇（C₂H₅OH）能与水形成氢键，所以乙醇易溶于水。
123 密度对于液态物质，氢键还可能影响其密度。
例如，水在 4℃时密度最大，这是由于在这个温度下，水分子间的氢键形成了一种较为规则的结构。
13 氢键对物质化学性质的影响131 化学反应活性氢键可以影响分子的化学反应活性。
它可能改变分子的电子分布，从而影响反应的速率和选择性。
132 酸性和碱性在某些化合物中，氢键的存在会影响其酸性或碱性。
例如，羧酸分子之间通过氢键形成二聚体，这会降低其酸性。
133 物质的稳定性氢键有助于维持分子的特定结构，从而增加物质的稳定性。
例如，在蛋白质和核酸等生物大分子中，氢键在维持其二级和三级结构方面起着关键作用。
总之，氢键虽然是一种相对较弱的相互作用，但它对物质的性质有着广泛而重要的影响，从物质的物理状态到化学行为都有着不可忽视的作用。
氢键对物质性质的影响
氢键作为化学键以及范德华力之外的一种作用力，是一种重要的次级键。
氢键虽然是一种弱键，但由于它的存在，物质的性质出现了反常现象。
本文论述了氢键的形成及特点，并从氢键的存在影响着物质熔点、沸点、溶解度、粘度、密度、酸性等的角度，采用理论联系实例的方法阐述了氢键的重要性，并强调了氢键的存在关乎生命的存在，提出了更进一步探究氢键的重要作用的建议。
氢键是一种特殊的分子间和分子内作用力]1[。
反映在分子结构上，当原子间距离小于或接近相应的离子半径、共价半径或金属半径之和时，认为原子间形成了化学键；当不同分子中的原子间距离接近范德华半径之和时，可以认为分子间有范德华能相互作用；当分子间距离位于化学键与范德华力范围之间时，可以认为原子间生成了次级键（Secondary bond）。
对于一系列化合物中的Hg—N键的研究发现，化合物中的Hg和N之间的距离是在从共价半径之和（约210pm）到范德华半径之和（约330pm）的区间内连续分布的。
说明次级键是普遍存在的，同时也说明化学键、次级键和范德华力三者间的界限是很难区分的。
而次级键中相当一部分是有氢键参与的。
氢键（Hydrogen bond）是次级键的一个典型，也是最早发现和研究的次级键]1[。
由氢键的形成及其特点，理论联系实例来研究氢键对物质熔点、粘度等的影响，可以更好的了解氢键行成对物质性质的影响，从而认识到氢键的重要作用。
1 氢键的形成和特点1.1 氢键的形成氨合物、无机酸和某些有机化合物，通常是物质在液态时形成氢键，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、水合物等。
1.1.1 分子内氢键的形成现以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。
氢键的形成条件及对物质性质的影响
关键词 ： 氢键 ； 条件 ； 性质 ； 影响 中囤分类号 ：６ ３ ０ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ １— ４ １ ２ ０ １３— ｏ４—０ １０ ０９ 【０ ７ ０ ０ ８ ５
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ ２ ７— ３— ８ ０
作者简介 ： 张广宏（ ９５一） 男， １６ ， 宁夏 中宁人 ， 副教授 ．
ｙ ） Ｊｕ ｎｌｏ ｉ ｇ ｉ ｅａｃ ｅｒ ｎｉ ｒｃｉ Ｎａｕａ ｃｅ ｃ 、 ｏ ｒ ａ ｆＮｎ ｘａ Ｔ ｈ ｓ Ｕ ｖｅ ｔ （ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅ
自 宁 夏师 范 学 院学 报 （ 然
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２
Ｍａ ｕ Ｙｚ］ ｕ
氢键 的形成 条 件及 对 物质 性 质 的影 响
不形成氢键． 以氢键 的强弱与 、 的 电负性 和半径大小有密切关 系． 所 ｌ ，
维普资讯
第 ２ 卷第 ３ ８ 期
张广宏 ： 氢键的形成条件及对物质性质 的影响
８ ５
３ 氢键对物质性质的影响
３ １ 氢 键对 物质熔 、 ． 沸点 的影响
（） １ 对于结构相似的物质， 若分子间形成氢键 ， 则其熔、 沸点升高． 如碳族元素、 氮族元素、 氧族元 素、 卤族元素氢化物熔、 沸点 的比较 （ 见图 １． ）
Ｃ ３Ｏ Ｈ ＨＣ Ｏ Ｃ ３Ｈ Ｃ ２ Ｈ Ｈ Ｃ ２Ｈ Ｏ
分子 量
６ Ｏ ６ ０
氢键
有 有
沸 占（ ） ℃
ｌ７ ９ ｌ ． ９． ７４
Ｃ ３Ｏ Ｈ ＨＣ Ｃ ３ Ｃ ３Ｈ Ｃ Ｏ Ｈ Ｃ ２Ｈ
５ ８ ５ ８
无 无
５ ６ ４． ８８
当氢键 存在 于分 子 内部 ， 则减少 分子之 间氢键 的形 成 ， 使物 质 的熔 、 沸点 降低． 如分子 量相 同的邻
氢键对生物活性分子中的作用综述
氢键对生物活性分子中的作用前言氢键是一种介于共价键(200～ 400KJ•mol-1 )和范德华力(10 ～40KJ•mol-1 )之间的一种特殊相互作用,其键能在30 ～ 200KJ•mol-1间 ,键长比范德华力半径之和小 ,但比共价键键长之和大很多。
氢键作用是人们较早认识的分子间弱相互作用之一。
研究表明从无机物到有机物，氢键在分子的构象，分子间的聚合以及化学体系的功能等方面都起着重要的作用。
物质的许多性质如沸点、熔点、粘度、表面张力等都与此有关。
一、氢键的定义和类型氢键是指与电负性极强的元素 X 相结合的氢原子和另一分子中电负性极强的原子之间所形成的一种弱键。
可表示为X-H…Y。
X,Y 通常是 F ,O 和 N 等元素。
氢键有很多种形成方式，可以是在一个分子内形成，也可以是在两个或多个分子间形成。
二、氢键化合物性质的影响氢键是一种最常见也是最重要的分子间的相互作用 ,其强度变化幅度很大。
氢键虽然是一种弱键 ,但由于它的形成将对物质的聚集状态产生影响 , 所以物质的物理性能、形状结构等方面会发生明显的变化和很大的影响。
物质的性质出现了反常现象 ,如冰中存在氢键 ,聚集态中的分子采取一些特定的缔合状态, H2O分子必须按四方体堆积结合起来。
还有氧族元素的氢化物的沸点递变规律中 H2O 的沸点的特殊性, 氮族、卤族元素中NH3和 HF 的沸点的特殊性。
这些分子间的氢键 , 在固体、液体都存在,其物质的许多特性都可以用氢键的概念加以解释。
用简单无机分子很容易说明氢键的概念, 但这个概念的重要性却体现在生命化学中。
生物体内存在各种各样的氢键。
氢键对稳定生物大分子的构型十分重要。
三、氢键在生物分子中的存在状态蛋白质、核酸、糖、脂等是生物体特有的大分子有机化合物 ,是建造生物体的主要成分,被称为生物分子。
1.蛋白质蛋白质的二级结构主要是通过氢键化的 N-H-O=C维系的在无机分子中原子的个性影响着化学键的性质 , 而生物化学反应中只涉及氢键, 通常是氮和氧原子之间的氢键(N —H …O)。
氢键理论研究的现状及前景 论文综述
氢键理论研究的现状及前景论文综述摘要：氢键是分子内或分子间的一种弱相互作用, 氢键的键能较小,但其存在却对物质的性质,结构等方面有很大影响，分子间存在氢键时, 大大地影响了分子间的结合力,故对氢键的研究应用也为对物质的性质有很大影响,在生物、化学、材料等领域起着重要的作用,是目前人们研究的热门领域之一。
关键词：氢键氢键类型氢键结构弱相互作用一.什么是氢键1.氢键的定义1920年首次提出氢键的定义，结合近年来氢键研究的进展，我们认为：氢原子受到与之成键的原子或原子基团的影响，同时又与另一个原子或原子基团形成一种弱相吸作用力，这就是氢键．可以用X一H⋯Y来表示。
2 .氢键的特点2.1 氢键存在形式广泛．水、醇、胺、羧酸、无机酸、水合物、氨合物等在气相、固相和超临界相都可能存在原子间、分子间、分子内、或正负离子间的氢键。
2.2 氢键具有方向性，Y原子与X一H形成氢键时，在尽可能的范围内要使氢键的方向与X一H键轴在同一个方向。
2.3 氢键具有饱和性．每个X一H只能与一个Y形成氢键。
2.4 氢键具有协同性，几个相互连接的氢键键能大于各单个氢键键能的加和。
2.5弱氢键具有柔性．弱极化X一H⋯Y氢键间有方向的静电作用和各向同性的范德华作用相差不多，从几何光学的角度上很容易被拉伸、压缩、弯曲。
3.氢键的本性关于氢键的本性目前没有统一认识，一般认为氢键是两个偶极子之间的三中心四电子静电作用力，但是氢键的方向性和饱和性不能完全用静电作用的观点来解释．从量子力学和键能角度来看，氢键也不同于共价键．一种新型NMR脉冲频率实验证明N—H⋯N、F—H⋯N、N—H⋯O—C、O一H⋯O氢键具有一定的共价性。
4 .氢键的强弱—键能氢键的强弱与X、Y的电负性大小、原子半径大小、氢键距离有关，但没有确定的关系，中性分子间氢键键能10～65 kJ／mol，强于范德华能(<8 kJ／mol)．离子间、离子一分子间氢键键能40～190 kJ／mol ，与弱共价键相当，最强的弱氢键和最弱的强氢键能量相当(20 kJ／mol)。
氢键对物质结构和性质的影响及其应用前景
氢键对物质结构和性质的影响及其应用前景夏菲 王宙 郭培培 陈俏（西北大学化学系05级化学专业 西安 710069）摘要：本文主要论述氢键在结构和性质两方面对物质的影响，并讨论了氢键的广泛地应用前景。
关键词：氢键物质结构性质影响氢键（Hydrogen Bonding）是指与电负性极强的元素X相结合的氢原子和另一分子中电负性极强的原子Y之间形成的一种弱键。
可以表示成X—H…Y。
氢键虽然是一种弱键，但由于它的存在，物质的性质出现了反常现象，在形状结构等方面受到了很大的影响。
下面将从氢键的形成、特征、对物质结构和性质的影响和应用前景等方面逐一论述。
氢键由于广泛存在与化合物中，因此在研究化合物的性能时，氢键起着重要的作用。
氢键的键能介于共价键和范德华力之间，其键能小，形成或破坏所需的活化能也小，加上形成氢键的结构条件比较灵活，特别容易在常温下引起反应和变化，故氢键是影响化合物性质的一个重要因素。
1．对物质构型的影响氢键对物质的结构和构型有着很大的影响，就蛋白质而言，蛋白质分子是由氨基酸组成的，有多个氨基酸通过肽键而形成的多肽称为多肽链，氨基酸在多肽链中按一定顺序排列构成蛋白质的肽链骨架，称为蛋白质的一级结构。
在多肽链中oc和NH可形成大量的氢键（N—H…O）使蛋白质按螺旋方式卷曲成立体构型，称为蛋白质的二级结构。
近年来的研究指出，二级结构是合理的螺旋结构，可见氢键对蛋白质维持一定空间构型起着重要的作用。
2．对物质性质的影响2.1对化合物的沸点和熔点影响在有机物分子内形成氢键时，分子间的结合力降低，因而使化合物的熔点、沸点减低，如邻硝基苯酚的沸点是45℃，间位和对位分别是96℃和114℃，因为邻硝基苯酚中―OH与―NO2相距较近，―NO2上的氧可以与―OH上的氢形成分子内氢键（螯环），这样就难能再形成分子间氢键，减弱了邻位异构体分子间的引力；而在对硝基苯酚分子中，则由于―OH与―NO2相距较远，不能在分子内形成氢键，而分子间通过氢键缔合起来，所以前者熔沸点低、挥发性高，后者熔沸点高、挥发性低，前者可以随水蒸汽挥发。
氢键强度弱
氢键强度弱摘要：1.氢键概述2.氢键强度的影响因素3.氢键强度弱的实际应用与优势4.提高氢键强度的方法5.氢键强度在材料科学中的应用正文：氢键是一种分子间相互作用力，广泛存在于生物、化学和材料科学等领域。
氢键强度对物质的性质和结构具有重要意义。
本文将讨论氢键强度的影响因素、氢键弱的优势以及提高氢键强度的方法。
一、氢键概述氢键是指氢原子与氧、氮或氟原子之间的相互作用力。
它的本质是一种介于化学键与范德华力之间的弱相互作用。
氢键具有一定的方向性和距离限制，对分子的几何构型和稳定性产生影响。
二、氢键强度的影响因素1.原子电负性：氢键强度与原子电负性有关，电负性越大，氢键强度越强。
2.氢键长度：氢键长度越短，氢键强度越强。
3.溶剂效应：溶剂对氢键强度有影响，极性溶剂能增强氢键强度，非极性溶剂则减弱氢键强度。
4.温度和压力：温度和压力对氢键强度也有影响，一般情况下，温度升高、压力增大，氢键强度减弱。
三、氢键强度弱的实际应用与优势1.生物领域：氢键强度弱有助于蛋白质、DNA等生物大分子的折叠和组装，从而影响生物体的功能和结构。
2.材料科学：氢键强度弱在某些材料中具有优势，如氢键弱的聚合物材料具有较好的柔韧性和可降解性。
3.化学反应：氢键强度弱有利于某些化学反应的进行，如氢键弱的化合物易发生加成反应。
四、提高氢键强度的方法1.增加原子电负性：通过引入电负性较大的原子，如氧、氮或氟，提高氢键强度。
2.减小氢键长度：通过分子设计，使氢键原子间距接近最优值，以增强氢键强度。
3.选择合适的溶剂：选择极性溶剂，以增强氢键强度。
4.降低温度和压力：在较低的温度和压力下，氢键强度较大。
五、氢键强度在材料科学中的应用氢键强度在材料科学中具有广泛的应用，如：1.生物医用材料：通过调控氢键强度，设计具有生物活性和高生物相容性的材料。
2.智能材料：利用氢键强度可逆地调控材料性能，实现材料的智能化。
3.能源材料：通过增强氢键强度，提高能源材料的稳定性和传导性能。
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氢键对物质结构和性质的影响及其应用前景夏菲 王宙 郭培培 陈俏（西北大学化学系05级化学专业 西安 710069）摘要：本文主要论述氢键在结构和性质两方面对物质的影响，并讨论了氢键的广泛地应用前景。
关键词：氢键物质结构性质影响氢键（Hydrogen Bonding）是指与电负性极强的元素X相结合的氢原子和另一分子中电负性极强的原子Y之间形成的一种弱键。
可以表示成X—H…Y。
氢键虽然是一种弱键，但由于它的存在，物质的性质出现了反常现象，在形状结构等方面受到了很大的影响。
下面将从氢键的形成、特征、对物质结构和性质的影响和应用前景等方面逐一论述。
氢键由于广泛存在与化合物中，因此在研究化合物的性能时，氢键起着重要的作用。
氢键的键能介于共价键和范德华力之间，其键能小，形成或破坏所需的活化能也小，加上形成氢键的结构条件比较灵活，特别容易在常温下引起反应和变化，故氢键是影响化合物性质的一个重要因素。
1．对物质构型的影响氢键对物质的结构和构型有着很大的影响，就蛋白质而言，蛋白质分子是由氨基酸组成的，有多个氨基酸通过肽键而形成的多肽称为多肽链，氨基酸在多肽链中按一定顺序排列构成蛋白质的肽链骨架，称为蛋白质的一级结构。
在多肽链中oc和NH可形成大量的氢键（N—H…O）使蛋白质按螺旋方式卷曲成立体构型，称为蛋白质的二级结构。
近年来的研究指出，二级结构是合理的螺旋结构，可见氢键对蛋白质维持一定空间构型起着重要的作用。
2．对物质性质的影响2.1对化合物的沸点和熔点影响在有机物分子内形成氢键时，分子间的结合力降低，因而使化合物的熔点、沸点减低，如邻硝基苯酚的沸点是45℃，间位和对位分别是96℃和114℃，因为邻硝基苯酚中―OH与―NO2相距较近，―NO2上的氧可以与―OH上的氢形成分子内氢键（螯环），这样就难能再形成分子间氢键，减弱了邻位异构体分子间的引力；而在对硝基苯酚分子中，则由于―OH与―NO2相距较远，不能在分子内形成氢键，而分子间通过氢键缔合起来，所以前者熔沸点低、挥发性高，后者熔沸点高、挥发性低，前者可以随水蒸汽挥发。
因此，用水蒸分子连接成多缔合态。
例如醇，酚分子间的缔合态如下气蒸馏的方法可点升高，这是由于分子间氢键把有机气蒸馏的方法可点升高，这是由于分子间氢键把有机图所示：当液态有机物汽化时，不仅要克服分子间的范德华力，还必须供给足够的能量破坏分子间氢键，因此，当分子间有氢键时，其沸点比分子量相当的无氢键有机无的沸点高很多，具体情况如表1所示。
有机化合物大多数是非离子型化合物，其熔点与分子量大小、分子的极性和分子的排列情况等有关。
一般情况下是分子量越大，分子的对称性越高或分子的极性越强，分子间的作用力越大，熔点越高。
但氢键对有机物的熔点影响较大。
当在晶体中有分子间氢键，晶体的熔点高（见表2）。
化合物及分子式 分子量有无氢键情况沸点（℃）沸点差值（℃）CH 3OH 32 有 65 －88.6 153.6 CH 3CH 330 无 HCOOH CH 3OCH 346 46 有 无 101 —23 78.5 124 101.5 CH 3CH 2OH 46 有 CH 3CHO 44 有 21 —42 63 CH 3CH 2CH 344 无 C 6H 5OH 94 有 181 C 6H 5CH 392无11170表1 分子间氢键对分子量相当的有机物的沸点的影响表2 分子间氢键对分子量相近的有机物的熔点影响 化合物及分子式分子量 有无氢键情况熔点（℃） 熔点差值（℃）CH 3OHCH 3CH 332 32 有 无 97.5 183.8 85.8 对硝基苯酚 邻硝基苯酚 139 139 有分子间氢键 有分子内氢键115 45 70 C 6H 5OH C 6H 5CH 392 92 有 无41 95 136 CH 3CHO CH 3CH 2CH 344 44有 无121 189.768.72.2 对溶解度的影响物质的溶解性一般遵循“相似相溶”的规则，从结构的角度来看，常用的极性溶剂—水，其分子之间存在较强的氢键，水分子即可提供H 生成氢键，又有孤对电子接受H 形成氢键，故溶质分子，凡能接受H 或提供H 形成氢键则与水相似，在水中溶解度增大。
例如苯仅仅稍溶于水，而吡啶完全与水混合，这是因为吡啶与水相似，可以与H2O形成分子间氢键，故溶解度较大。
ROH、RCOOH、RCONH2等同样可以与水形成氢键，所以在水中溶解度较大。
在极性溶剂中，如果溶质分子与溶剂分子之间形成氢键，则溶质的溶解度增大，如HF、NH3易溶于水，而CH4却难溶于水，如果溶质分子形成分子内氢键，则在极性溶剂中的溶解度减小，而在非极性溶剂中溶解度增大，如20℃时，邻位与对位硝基苯在水中溶解度之比为0.39:1，而在苯中的溶解度之比为1.93:1。
2.3 对酸度的影响与同族氢化物酸性相比，H2O、HF的酸性显著减小，这是由于形成了分子间氢键的缘故，而分子内形成氢键，往往使酸性增强，表3给出了苯甲酸及其羟基酸的p K a值。
表3 苯甲酸及其羟基的pKa值羟基苯甲酸物质苯甲酸邻位间位对位p K a 4.20 2.98 4.08 4.572.4对化学反应性能的影响对于一些反应，氢键的形成可以使反应速度加快，如乙酸乙酯与水气在200℃下水解，即使维持150小时，其最高水解率也仅有0.05%，但水解若在中性水溶液中进行，由于酯与水先生成氢键而缔合，既而再分解为醇和酸，从而加快了水解速度，使水解容易进行，而在气态时不易形成氢键缔合体。
3.前景氢键作为一种主要的弱相互作用，通常存在于分子间或分子内的不同基团之间，并影响体系的物理化学性质。
目前，氢键在超分子化学、凝聚态物理、生命科学、晶体工程和高分子科学等领域中的作用日益突出，并已引起相关领域学者的极大的兴趣和广泛关注。
下面就以超分子为例作以说明。
超分子化学是研究两种以上的化学物种通过分子间作用缔结而成的复杂有序且具有特定功能的超分子体系科学。
简而言之,即是研究各个分子通过非共价键作用而形成的功能体系的科学，利用氢键等非共价键相互作用将相对比较简单的分子亚单元组装成具有二维或三维长程有序的超分子聚集体是设计新颖功能材料的一条新途径，近年来受到广泛关注并成为前沿领域的一个研究热点。
自组装不仅是包含生命进化的分子工程重要的组成部分，而且是生物体系中的生物合成的重要参与者。
与由共价键形成的体系相比，自组装体系具有如下优点(1)在自组装过程中，由于有缺陷的亚单元的排斥作用，从而减少了组装体中的结构缺陷；(2)组装体易于制备；(3)组装体制备经济方便。
Law rence等人把自组装定义为由非共价键相互作用驱动的高度收敛的合成行为。
由于氢键具有稳定性、方向性和饱和性，分子间氢键相互作用在材料科学和生命科学倍受关注，在决定复合物性质和新型复合物的设计中至关重要。
共价键很稳定，只有在提供足够能量的条件下才能裂开；而分子间氢键等弱相互作用具有动态可逆的特点，对外部环境的刺激具有独特的响应特性。
基于氢键自组装超分子体系是超分子体系中相对较新颖和引人注意的领域。
它在化学和生物体系中都占据着非常重要的位置，尤其是基于单重氢键的液晶体系。
早在1989年Kato等人就利用吡啶和羧酸之间的分子氢键作用制备了新型液晶复合物。
分子间氢键具有良好的热稳定性，不仅可以改变原来是液晶的质子给体和质子受体的液晶行为，也可使不具有液晶行为的质子给体和质子受体通过分子间氢键作用得到的复合物呈现液晶性。
单重氢键液晶体系从大的方面讲，主要分为小分子氢键液晶和高分子氢键液晶。
根据液晶基元的位置不同，高分子氢键液晶有可分为氢键侧链、氢键主链、氢键网络液晶高分子。
(1)基于氢键的侧链液晶高分子将液晶基元通过氢键连接于高分子主链上形成氢键侧链的液晶高分子。
氢键侧链液晶高分子的优点是制备方便，适当安排质子给体和质子受体就能通过自组装方法得到一些新的分子结构；通过改变二元组成的配比或通过多元复合可实现复合物液晶性的可控调节。
Kmo 等，报道利用咪唑基和聚丙烯酸的复合制备了氢键侧链液晶高分子。
它表现双向的近晶A相，分子模拟结果显示在近晶A相中联苯成相互交叉构型。
当聚丙烯酸的含量少于33%时，不能形成液晶相。
(2)基于氢键的主链液晶高分子氢键型主链液晶高分子是刚性液晶基元位于主链之中，通过氢键连接起来的超分子。
Griffin等人利用联吡啶和羧酸基之间的氢键制备了主链型液晶高分子。
用DSC和偏光显微镜研究了其相变行为，1:1复合物表现近晶A相。
实验发现反应时间和配比浓度在一定程度上都影响它的液晶性。
(3)基于氢键的网状液晶高分子基于氢键的网状液晶高分子与传统的化学交联网络体系不同，这种氢键液晶网络具有由氢键本身的动态性质带来的动态液晶性质，Kato等人利用聚丙烯酸和带双咪唑基的联苯构造组装成了网络超分子液晶。
这种液晶高分子呈现近晶A相，由分子模拟计算得出氢键扩展液晶基元是全伸展的构象。
由此观之，氢键作为一种特殊的化学键，对物质有着很大的影响。
结构决定性质，氢键通过对物质结构的影响，进而对物质性质产生了巨大的影响，使其背离了本应该遵循的变化规律和表现出的性质。
氢键的进一步研究也使人们解开了许多化学和物理研究上的困惑。
目前基于氢键及其应用的研究是一个方兴未艾的充满活力的前沿研究领域，这方面的研究工作具有重要理论价值和巨大潜在的前景。
参考文献1. 白炳莲，李敏.基于氢键的自组装超分子体系化学通报，2004，（2），1242. 刘文剑. 氢键对物质性质的影响高等函授学报（自然科学版）2002.（8），15卷，4期，233. 李伟琦. 分子内氢键对化合物性质的影响周口师范学院学报，2003，（9），20卷，5期，374. 宋连卿，徐明洁，常香玲，张雪敏. 氢键及其对化合物性质的影响河南教育学院学报（自然科学版），2000，（12），9卷，4期，305. 李建章. 浅谈分子间氢键对有机化合物性质的影响自贡师范高等专科学校学报，2003，（2），18卷，896. 刘文奇. 浅谈超分子化学郴州师范高等专科学校学报，1998（4）41。