氢键
化学反应机理中的氢键作用
化学反应机理中的氢键作用化学反应机理是指描述化学反应过程中原子、离子或分子之间的变化和相互作用的过程。
其中，氢键作用是一种重要的相互作用方式，它对于很多化学反应的发生和速率都具有关键的影响。
本文将深入探讨化学反应机理中的氢键作用。
1. 氢键的定义和特点氢键是指氢原子与带有电负性原子的非金属原子间的相互作用力。
在化学反应中，氢键的形成主要依赖于氢原子与其他原子间的电负性差异。
具体而言，当氢原子与电负性原子（如氧、氮、氟等）之间形成较强的电荷分布不平衡时，氢键就会被形成。
氢键具有以下几个特点：1.1 高方向性：氢键通常以直线形式存在，氢原子位于电负性原子的延长线上。
这种直线排列使得氢键具有明显的方向性。
1.2 弱相互作用：相对于共价键和离子键，氢键的结合能较低。
这一特性使氢键能够在一些具有较小能量阈值的反应中发挥作用。
1.3 长程作用：氢键的作用距离较长，通常在0.15到0.35纳米之间。
这种作用距离决定了氢键对于反应物和产物之间的相互作用的范围。
2. 氢键在化学反应机理中的功能2.1 改变反应物结构：氢键能够通过在反应物分子之间的形成和断裂过程中改变它们的空间结构。
这种结构的调整可以使得分子间的相对位置和取向产生变化，为反应提供必要的条件。
2.2 调控反应速率：氢键的形成和断裂过程通常涉及能量变化。
在反应物转化为产物的过程中，氢键能够通过提供或吸收能量来影响反应的速率。
这种调控作用在很多化学反应中起着重要的作用。
2.3 形成反应中间体：在某些反应中，氢键能够促使反应物形成稳定的反应中间体。
这些中间体对于进一步反应的进行起到关键的催化作用。
3. 实例分析：酶催化反应中的氢键作用酶是生物体内一种重要的催化剂，它能够促进生物体内多种反应的进行。
在酶催化的化学反应中，氢键起着重要的作用。
以酶催化的酯羧化反应为例，该反应需要氢键的参与。
在反应中，酶通过与底物分子形成氢键的方式，调整底物的构象，使得底物更容易发生酯羧化反应。
氢键
氢键(hydrogenbond)，电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键，与电负性强的原子连接的氢原子趋向带部分正电。
在这种形式的键中，氢原子在两个电负性原子间不等分配。
与氢原子共价结合的原子为氢供体，另一个电负性原子为氢受体。
表示为X-H…Y氢键(hydrogenbond)，电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键，与电负性强的原子连接的氢原子趋向带部分正电。
在这种形式的键中，氢原子在两个电负性原子间不等分配。
与氢原子共价结合的原子为氢供体，另一个电负性原子为氢受体。
表示为X-H…Y∙其中X-H是强极性键，X带负电荷，H带正电荷∙·氢键是由两个电负性都很高的元素(例如F、O、N等)通过H原子形成三中心四电子键∙H和Y上的孤对电子产生强烈的吸引作用而形成氢键∙氢键的键能一般在40kJ·mol以下，比一般共价键键能小得多∙氢键的键长指X和Y间的距离在X——H……Y中:H—与电负性大、半径小的元素(X)成强极性共价键的氢；Y—有孤对电子、电负性大、半径小的元素(F、O、N)。
于是在H与Y间以静电引力结合，成第二键，称氢键，较弱。
如HF、H2O中氢键的形成：氢键也可在分子内形成。
（1）弱作用力，与分子间力相当；小于40kJ·mol-1 。
（2）有方向性（Y的孤对电子有方向）；有饱和性（H+ 排斥可能与Y电子云相吸引的其它H+）。
某些物质的物理性质和化学性质在很大程度上受到氢键的影响，如物质的熔点、沸点、溶解度和酸碱性等例如：冰中每个H2O 水分子都按四面体方向参与形成4个O-H…O氢键，水的沸点和冰的熔点都要比同系物高得多。
氢键
氢键的键参数主要有键长和键能
氢键的键长一般定义为X—H…Y的长度， 取决于共价键的键长以及Y的半径
氢键的键能一般不超过40KJ 强度：化学键＞＞氢键＞范德华力
5.氢键的应用：
⑴比较物质的熔沸点 （一般分子晶体比较熔沸点时先看氢键再比 较相对分子质量） （注：分子内氢键使物质熔沸点降低，分子 间氢键使物质熔沸点升高）
氢键具有方向性
3.一个H2O分子能形成两个氢键，说明氢键具有饱和性 H2O的熔沸点高于HF的原因是因为一个H2O分子能形成 两个氢键，而一个HF分子能形成一个氢键
结合氢键的饱和性和方向性分析以下问题
3.氢键
活动与探究 3 观察分析 下图液 态水分 子、固 态水分 子中氢 键的形 成情况 及下 表 中的数据 ,回答 下列问 题: (1 )为什 么水结 成冰之 后体积 膨胀? (2)为什么水在 4 ℃时密度最大?
⑵氢键的存在使物质的溶解度增大 （比较溶解度时，考虑相似相溶、氢键与水 反应三个方面，例如NH3） （3）影响物质密度。水结冰时密度变化
（4）硬度：冰的硬度一般大于其他分子晶体
1.整理氢键的形成条件，应用；利用 氢键解释生活中的常见现象
2.提问：（1）比较图中熔沸点高低判定 主族和物质 （2）为何H2O比H2S稳定
液态水中的氢键
水的 水的 水在 0 ℃
熔点 ℃
沸点 ℃
时密度 (g·mL-1)
0.00 100.00 0.999 841
冰的晶体结构
水在 4 ℃ 水在 20 ℃
时密度
时密度
(g·mL-1) (g·mL-1)
1.000 000 0.998 203
水在 100 ℃ 时密度
氢键的形成条件及特点
氢键是指在分子中两个原子之间所形成的特殊类型的化学键。
氢键是一种较弱的化学键，它的形成条件是两个原子中必须同时存在氢原子。
氢键的形成条件一般有以下几点：
1.两个原子中必须同时存在氢原子，例如水分子中的氢键。
2.两个原子中必须存在具有高度的电负性的原子，例如氧原子。
3.两个原子之间的距离要较近，通常在0.1-0.3nm之间。
氢键具有以下几个特点：
1.氢键是一种非常弱的化学键，其能量一般在2-40kJ/mol之间。
2.氢键是一种相对性质，它的强度受到周围分子的影响。
3.氢键的形成有利于提高分子的稳定性，使分子更加稳定。
4.氢键对提高液体的沸点、降低气体的扩散性有一定的影响。
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。
氢键
A. 每个水分子内含有两个氢键
B. 在所有的水蒸气、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
小 结：
范德华力 定义
分子间普遍 存在的作用 力
氢键
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 分子间或分子内氢原子与电 负性很强的F、O、N之间 较强 对某些物质(如水、氨 气)的溶解性、熔沸点 都产生影响
（2）如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大，
且氢键越强，溶解性越好。
对比：丙醇、丙三醇；
乙醇、戊醇
“相似相溶”还O2。
思考与交流
1. NH3是极性分子，CH4为非极性分子，而水是极性分 子，根据“相似相溶”规律， NH3易溶于水，而CH4 不易溶于水。并且NH3与水分子之间还可以形成氢键， 使得NH3更易溶于水。 2. 油漆是非极性分子，有机溶剂如（乙酸乙酯）也是 非极性溶剂，而水为极性溶剂，根据“相似相溶”规 律，应当用有机溶剂溶解油漆而不能用水溶解油漆。 3. 实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是 因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般 能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。
3、氢键强弱的影响因素： 与X和Y原子的电负性或半径大小有关，通常 电负性大，半径小，则氢键强。氢键非化学键。 与成键的分子类型有关。
F—H…F 氢键键能 (kJ/mol) 范德华力 (kJ/mol) 共价键键能 (kJ/mol O—H…O N—H…N
28.1
13.4 568
18.8
16.4 462.8
NH3溶于水形成 氢键示意图如右 对比：乙醇、二甲醚 丙醇 、丙三醇
氢键的表征
氢键的表征
氢键是指由一对原子之间的电荷作用形成的相互作用力，其中一个原子是氢原子，它与一个电负性较高的原子（如氮、氧、氟等）的非共价电子对形成键。
氢键是分子间相互作用力的一种，通常具有以下特征：
1. 氢键是静电作用力，只有在极性分子之间才会出现。
2. 氢键的作用力强度较小，通常在10~40kJ/mol之间。
3. 氢键的方向性非常强，因此在分子内部和分子之间可以形成非常复杂的结构。
4. 氢键的作用距离通常在0.1~0.4nm之间，比共价键要长得多。
5. 氢键的能量通常比分子间的范德华作用力要强，但比离子键要弱。
6. 氢键对生命的重要性非常大，许多生物分子的结构和功能都与氢键的存在密切相关。
★氢键
氢键在HX熔、沸点变化出现反常，这是因除分子间力外，还有氢键。
1、氢键的形成氢键的生成，主要是由偶极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。
⑴氢键的表示：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。
⑵强度用键能表示⑶键能：指A─H---B分解成A-H和B-H所需的能量。
一般在42kJ·mol-1以下，比共价键键能小很多，而与分子间力更接近。
例如H2O中，=463 kJ·mol-1，而氢键键能仅为18.83 kJ·mol-1。
⑷键长：指A原子中心到B原子中心的距离氢键的形成，既可以是一个分子在其分子内形成，也可以是两个或多个分子在其分子间形成。
例如:水扬醛和2—甲基—2—芳氧基丙酸分别在其分子内形成了氢键，而氟化氢和甲醇则是在其分子之间形成氢键。
OHθHOE-氢键并不限于在同类分子之间形成．不同类分子之间亦可形成氢键，如醇、醚、酮、胺等相混时，都能生成类似O一H…O状的氢键。
例如，醇与胺相混合即形成下列形式的氢键：一般认为，在氢键A—H…B中，A—H键基本上是共价键，而H…B键则是一种较弱的有方向性的范德华引力。
因为原子A的电负性较大，所以A—H的偶极距比较大，使氢原子带有部分正电荷，而氢原于又没有内层电子，同时原子半径(约30pm)又很小，因而可以允许另一个带有部分负电何的原子B来充分接近它，从而产生强烈的静电吸引作用，形成氢键。
2、氢键的特点⑴氢键的饱和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。
氢键_精品文档
氢键什么是氢键？氢键（Hydrogen Bond）是一种分子间作用力，在化学和生物学中起着重要的作用。
它是一种偶极偶极相互作用力，其中一个较正电的氢原子与另一个较负电的原子之间形成强烈的电负性相互作用。
氢键的形成氢键的形成需要具备三个条件：一是氢原子与较负电原子的相互作用，通常是氢与氮、氧和氟原子之间形成氢键；二是原子间的距离要适中；三是较正电的氢原子需要有较强的正电荷。
氢键的形成主要是通过局部极性形成的。
在分子中，当一个原子（一般是氢原子）与另一个较负电的原子（如氮、氧、氟）形成了化学键时，由于较负电的原子对电子的亲和力较大，分子整体会呈现出局部的正负电性分离。
在这种情况下，正电的氢原子与负电的原子之间的相互作用力就形成了氢键。
氢键的特点氢键具有以下几个特点：1.强度：虽然氢键比共价键和离子键弱，但仍然是一种较强的相互作用力。
氢键的键能通常在5-30千焦耳/摩尔之间。
2.方向性：氢键具有较强的方向性。
通常情况下，氢键是线性的，这意味着氢原子和负电原子以直角相连。
3.可逆性：氢键是可逆的，这意味着它可以在分子中的形成和断裂之间相互转化。
4.作用范围：氢键可以作用于分子内部，也可以作用于分子之间。
它可以连接分子内的不同功能团，也可以连接不同分子之间的原子或分子。
氢键的应用氢键在化学和生物学中有许多重要的应用。
以下是其中一些应用：1. 蛋白质结构稳定性氢键在蛋白质的结构稳定性中起着关键作用。
氢键可以在蛋白质的多肽链中形成稳定的二级结构，如α-螺旋和β-折叠。
在蛋白质折叠过程中，氢键的形成和断裂是至关重要的。
2. DNA双链结构DNA是由两条螺旋状的链组成的，这两条链通过氢键相互连接。
氢键可以稳定地将腺嘌呤（A）和胸腺嘧啶（T），以及鸟嘌呤（G）和胞嘧啶（C）配对。
3. 水的性质水分子之间的氢键是水的许多特性的基础。
氢键使得水分子具有高沸点、高熔点和高表面张力等性质。
此外，水的稀释性和溶剂性也与氢键的形成有关。
常见的氢键
常见的氢键1. 静电氢键：静电氢键是由于氢原子与带正电荷的氮、氧等原子之间的相互作用而形成的。
这种氢键的形成依赖于原子间的静电相互作用。
2. 氢氧氢键：氢氧氢键是指水分子中两个氢原子与一个氧原子之间的作用力。
氧原子带负电荷，而氢原子带正电荷，因此氢原子与氧原子之间存在吸引力，形成氢氧氢键。
3. 氢氟氢键：氢氟氢键是指氢原子与氟原子之间的相互作用力。
氟原子电负性很高，可以吸引氢原子的电子云，形成氢氟氢键。
4. 氢键交替：氢键交替是指由相邻的分子之间的氢键形成的一种特殊排列方式。
分子之间的氢键交替排列可以增强分子间的稳定性。
5. 线性氢键：线性氢键是一种通过共享单个氢原子的两个分子之间形成的氢键。
这种氢键通常具有较长的键长和较低的键能。
6. 混合氢键：混合氢键是指在一个分子中形成的两个或多个氢键之间存在交互作用的一种情况。
这种氢键的形成通常涉及多个氢原子和多个电负性较高的原子之间的相互作用。
7. π-π氢键：π-π氢键是一种通过共享π电子云而形成的氢键。
这种氢键形成在共轭体系中的π轨道上，并且对于分子的稳定性和相互作用具有重要影响。
8. 碳氢氧键：碳氢氧键是指在有机化合物中碳原子与氢原子和氧原子之间的相互作用力。
这种氢键可以在碳和氧之间形成共轭结构，从而影响分子的稳定性和反应性。
9. 硫氢氢键：硫氢氢键是指硫原子与两个氢原子之间的相互作用力。
这种氢键在含有硫的化合物中很常见，对分子的空间构型和稳定性具有重要影响。
10. 氢氮氢键：氢氮氢键是指氢原子与氮原子之间的相互作用力。
这种氢键在含有氮的化合物中经常出现，对分子的稳定性和反应性具有重要影响。
氢键知识点归纳
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
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。
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
氢键：氢原子与电负性的原子X共价结合时，共用的电子对强烈地偏向X的一边，使氢原子带有部分正电荷，能再与另一个电负性高而半径较小的原子Y结合，形成的X—H┅Y型的键分子间的作用力与氢键的区别：氢键的本质是强极性键(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。
氢原子可以同时与2个电负性很大、原子半径较小且带有未共享电子对的原子（如O、N、F等）相结合。
在X—H…Y，X、Y都是电负性很大、原子半径较小且带有未共享电子对的原子。
X—H 中，X有极强的电负性，使得X—H键上的电子云密度偏向于X一端，而H显示部分正电荷；另一分子中的Y上也集中着电子云而显负性，它与H以静电力相结合，这就是氢键的本质。
所以一般把形成氢键的静电引力也称为范德华力，所不同的的是它具有饱和性与方向性。
这种力一般在40kJ/mol以下，比一般的键能小得多。
影响分子间作用力大小的因素：氢键、键的极性、相对分子量分子间的作用力大小与物理性质的关系：组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，克服分子间引力使物质熔化和气化就需要更多的能量，熔、沸点越高.但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高.分子间作用力与氢键的关系氢键的本质是强极性键(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。
氢原子可以同时与2个电负性很大、原子半径较小且带有未共享电子对的原子（如O、N、F等）相结合。
在X—H…Y，X、Y都是电负性很大、原子半径较小且带有未共享电子对的原子。
X—H 中，X有极强的电负性，使得X—H键上的电子云密度偏向于X一端，而H显示部分正电荷；另一分子中的Y上也集中着电子云而显负性，它与H以静电力相结合，这就是氢键的本质。
所以一般把形成氢键的静电引力也称为范德华力，所不同的的是它具有饱和性与方向性。
这种力一般在40kJ/mol以下，比一般的键能小得多。
：分子间作用力分类分子间作用力可以分为以下三种力：取向力取向力发生在极性分子与极性分子之间。
氢键
氢键定义1：氢原子与电负性的原子X共价结合时，共用的电子对强烈地偏向X的一边，使氢原子带有部分正电荷，能再与另一个电负性高而半径较小的原子Y结合，形成的X—H ┅Y型的键。
定义2：和负电性原子或原子团共价结合的氢原子与邻近的负电性原子（往往为氧或氮原子）之间形成的一种非共价键。
在保持DNA、蛋白质分子结构和磷脂双层的稳定性方面起重要作用。
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、含孤对电子[1]、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。
高中化学氢键知识点
高中化学氢键知识点全部内容
1、氢键是两个原子之间的弱共价键，它形成于结构不平衡的化合物中，由一个有电荷正性的半价律元素和一个无电荷的或负电荷的半价律元素共同形成。
2、氢键是一种分子间的相互作用，它常常可以被观察到在大多数的有机和无机分子中，该键的形成是由于一个原子的电荷正性或负性与另一个原子的电荷负性或正性的非常微小但稳定的相互作用来实现的。
3、氢键在生物物质和大分子上发挥着重要作用，例如用来维持DNA和蛋白质分子的结构，以及构成水空隙结构、调控分子距离等。
4、氢键的断裂机理分为内部断裂和外部断裂两种，内部断裂是指由于氢原子要素的分子振动和运动以及分子内部的电荷分布发生变化而发生的断裂，外部断裂是指由于外界的能量的作用而断裂的氢键。
氢键的特征
氢键的特征
氢键是一种特殊的化学键，它是由一个氢原子和另一个原子之间的弱共价键组成的。
氢键是最常见的化学键，它们在生物分子中起着重要作用。
氢键的特征包括：
1.
氢键是一种弱共价键，其能量低于其他共价键，如离子键和金属键。
2.
氢键是一种非对称键，它由一个氢原子和另一个原子之间的共价键组成。
3.
氢键是一种相互作用，它可以在水中形成，也可以在其他溶剂中形成。
4.
氢键可以在生物分子中形成，它们可以促进分子的稳定性和结构。
5.
氢键可以在溶剂中形成，它们可以影响溶剂的性质，如溶解度和沸点。
氢键的知识点总结
氢键的知识点总结一、氢键的形成氢键是由于氢原子的电负性较弱，而让氢原子与氧、氮、氟等电负性较强的原子形成的一种非共价相互作用力。
在氢键中，氢原子与较电负的原子形成了轻微的极性键，这种相互作用力相对较弱，但是在生物体系和化学反应中起着举足轻重的作用。
氢键的形成需要满足一些条件：1. 一个含有氢原子的原子（通常是氢）与一个较电负的原子（如氧、氮、氟）形成成键；2. 氢键的最大角度大约为180°，通常在160-180°之间；3. 通常需要较短的H原子与较长的氧、氮、氟原子形成氢键。
氢键的形成通常是非常规则的，大多数情况下，氢键都是线性的，这使得氢键的相互作用具有一定的方向性。
二、氢键的性质氢键是一种非共价相互作用力，它与离子键、共价键和范德华力等相互作用力有所不同。
1. 相对弱：氢键的键能通常在5-30kcal/mol之间，相对较弱。
但是在生物大分子结构中，由于氢键的多次重复和叠加，对于维持分子结构和功能起着非常重要的作用。
2. 方向性：氢键的形成是有方向性的，通常呈线性形式。
这使得氢键对于分子间的排列和构象有一定的影响。
3. 氢键的存在通常依赖于溶剂的环境、温度、压力等因素。
而温度的升高通常会破坏氢键结构。
三、氢键的影响因素氢键的形成受到多种因素的影响，这些因素决定了氢键的形成和强度。
1. 氢键中参与的原子：通常是氢原子与氧、氮、氟等较电负的原子形成氢键。
2. 原子之间的距离：氢原子与氧、氮、氟原子之间的距离也对氢键的形成有一定的影响。
3. 分子的构型：分子的构型通常决定了氢键的形成方式和强度。
4. 溶剂的影响：溶剂对氢键的形成和稳定也有一定的影响。
5. 温度和压力：温度和压力对氢键的稳定性也有一定的影响。
四、氢键的应用氢键在生物大分子结构、化学反应、材料科学等领域都具有重要的应用价值。
1. 在生物体系中，氢键对于蛋白质和核酸等大分子结构的稳定性和功能起着至关重要的作用。
通过氢键的形成，生物大分子结构能够保持其特定的构象和功能。
化学中的氢键
化学中的氢键
化学中的氢键是一种特殊的离子键，其在生物学、物理学、化学和材料科学中都有广泛的应用。
它是由氢原子和一个含有高电负性元素（氮、氧或氟）的原子所构成的键。
氢键的形成基于质子共享的能力，因此它的作用会受到周围环境的影响。
在一个分子中，有时一个原子上带有正电荷，另一个原子则带有负电荷。
这种不对称的电性分布会导致氢原子部分转移至较负性的原子上，形成一个接近共价键的连接。
氢键的强度通常很弱，只有0.1至40kJ/mol之间，但是它们在分子间和分子内结构中具有关键作用。
例如，在蛋白质、DNA和RNA分子中，氢键能够稳定分子的二级和三级结构，控制蛋白质的折叠和化学反应中的反应速率。
在分子的相互作用中，氢键的形成通常是由电负性更高的原子提供亲电性的位置，并与氢原子形成氢键。
这个过程会导致原子的极性增强，并且会引起分子之间的相互吸引力。
氢键在化学反应中可用于控制反应速率和产物纯度。
例如，在酸碱反应中，氢键可以成为质子的传递途径，在多种有机合成反应中，氢键也经常被用作反应的选择性催化剂。
氢键的底物包括水、氢氟酸、甲酸、苯和尿素等分子，但是在一些分子中，氢键的形成会受到空间约束、结构和电荷的限制。
此外，氢键在瓶中的化学也被广泛研究，这对于分子分离和分辨析非极性分子具有重要意义。
总之，氢键作为化学界的重要部分，其在分子结构、反应动力学和材料科学中的作用已经得到了广泛的研究。
随着新技术和新领域的发展，我们对这一重要性的认识也会变得更加深刻。
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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 子质量的增大而升高 D.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
课堂练习
固体冰中不存在的作用力是 A.离子键 C. 氢键 B.极性键 D. 范德华力
( A)
练
习
1．下列物质中不存在氢键的是 （ ） A．冰醋酸中醋酸分子之间 B．一水合氨分子中的氨分子与水分子之间 C．液态氟化氢中氟化氢分子之间 D．可燃冰（CH4· 8H2OHF
H2Te
NH3
AsH3 HCl HBr PH3 GeH4 SiH4 CH4
H2 S
H2Se
SbH3
HI SnH4
一 些 氢 化 物 的 沸 点
交流与讨论：
NH3为什么极易溶于水？ 1、相似相溶
●●●
2、氢键
7.氢键的类型：
(1).分子间氢键
F —— H ····F —— H
(2).分子内氢键
H
O
O
H
C O
8.氢键对物质性质的影响
(1).氢键对物质熔、沸点的影响
分子间氢键增大了分子间的作用力使物质的 熔、沸点升高。分子内氢键使物质的熔沸点 降低。例：对羟基苯甲酸高于邻羟基苯甲酸
(2).氢键物质溶解性的影响
分子间存在氢键（指溶质和溶剂间）使得溶质分 子和溶剂分子间的作用力增大，溶质在溶剂中 的溶解度增大 。例乙醇与水任意比互溶
（无机含氧酸和有机羧酸、醇、胺以及蛋白质和某些合 成高分子化合物等物质的分子（或分子链）之间都存 在有氢键）
(2).固体和液体中，且对于同种物质时 固体中的氢键数目多于液体中。
H2O中的氢键
冰中的氢键
6.氢键的特点：
分子中每一个X-H键中的H只能与一个Y原子形 成氢键，如果再有第二个Y与H结合，则Y与Y之 间的斥力将比H…Y之间的引力大，也就是说H原 子没有足够的空间再与另一个Y原子结合。 （饱和性） X-H…Y系统中，X-H…Y一般在同一直线上，这 样才可使X和Y距离最远，两原子间的斥力最小， 系统更稳定。(方向性)
4.氢键的键能一般小于40kJ/mol，比共价键
的键能小得多，比较接近分子间作用力，比 范德华力大．因此氢键不属于化学键，而属 于分子间作用力。 一般情况下，X、Y元素的电负性越大，半 径越小，形成的氢键越强。 如：液氨的氢键、水中的氢键与氟化氢中 的氢键哪个强？ 氟化氢 >水> 液氨
5.存在
(1).氢键一般存在于含有N、O、F三种 元素的化合物。
D
练
习
2．固体乙醇晶体中不存在的作用力是 C A．极性键 B．非极性键 C．离子键 D．氢键 3．下列有关水的叙述中，可以用氢键的知 识来解释的是 BD A．水比硫化氢气体稳定 B．水的熔沸点比硫化氢的高 C．氯化氢气体易溶于水 D．0℃时，水的密度比冰大
练
习
4．下列说法不正确的是 A．分子间作用力是分子间相互作用力的总称 B．范德华力与氢键可同时存在于分子之间 C．分子间氢键的形成除使物质的熔沸点升高 外，对物质的溶解度、硬度等也有影响 D．氢键是一种特殊的化学键，它广泛地存在 于自然界中
H2Se
水分子中氢键的形成过程 在水分子中的O—H中，共用电子对强烈的偏 向氧原子，使得氢原子几乎成为 “裸露” 的质子，其显正电性，它能与另一个水分 子中氧原子的孤电子对产生静电作用和一 定程度的轨道重叠作用，从而形成氢键。
1、什么是氢键：
当氢原子与电负性大的X原子以共价键结合时， 它们之间的共用电子对强烈地偏向X，使H几 乎成为“裸露”的质子，这样相对显正电性的 H与另一分子相对显负电性的X中的孤对电子 接近并产生静电相互作用和一定程度的轨道重 叠作用，这种相互作用称氢键。
主要影响化学 性质
知识梳理 分 子 间 作 用 力
范 德 华 力 氢 键
实质： 电性作用
特征： 无饱和性、无方向性 影响： 物质的熔点和沸点
实质： 电性作用 特征：有饱和性、有方向性
分 子
存在
物质的熔点、沸点、溶解度 影响：
课堂练习 下列事实与氢键有关的是 （ B ）
A.水加热到很高的温度都难以分解
分子内几乎“裸露”的氢核与另一分 子中带负电荷的原子产生的静电作用
２.表示方法：
氢键可以用X—H…Y表示。其中X—H表
示H原子和X原子以共价键相结合。氢键的键长 是指X和Y间的距离，氢键的键能是指X—H…Y 分解为X—H 和Y所需要的能量。
3.氢键的形成条件：
（1）分子中有H原子 （ 2 ） X-H…Y 中的 X 和 Y 代表电负性大而半径小的非金 属原子，且Y有孤电子对。一般就是Ｎ、Ｏ、Ｆ X和Y可以是同种原子，也可以是不同种原子
氢键
学习目标：
三、氢键
1.氢键存在的实例,概念,表示方式,形成条件 2.氢键对物质的性质的影响
复习：
1、什么是分子间作用力？实质？常 见类型？ 2、范德华力的实质？特点？影响因 素？如何影响物质的物理性质？常存 在于哪些物质中？
问 题：
请预测下列物质的熔沸点高低
H2O、 H2S 、H2Se、 H2Te
D
【问题探究三】
为什么冰会浮 在水面上呢？
水分子三态与氢键的关系
在水蒸气中水以单个的H2O分子形式存 在；在液态水中，经常是几个水分子通 过氢键结合起来，形成(H2O)n；在固态 水(冰)中，水分子大范围的以氢键互相 联结，形成相当疏松的晶体，从而在结 构中有许多空隙，造成体积膨胀、密度 减小、因此冰能浮在水面上.
知识整合
概
化学键与范德华力氢键的比较
化学键 范德华力
把分子聚集在 一起的作用力
氢键
分子内“裸露”的氢核 与另一分子中带负电荷 的原子产生的静电作用
念 相邻的原子间
强烈的相互作 用
存 在 范 围 分子内、原子间 分子之间 作用力强 弱 对物质的 影响
较 强
分子之间
与化学键相比 小于化学键,大 弱的多 于范德华力 主要影响物理 主要影响物理 性质（如熔沸 性质（如熔沸 点） 点）
联想质疑
据范德华力规律氧族元素氢化物的沸 点应该是 H O＜H S＜H Se＜H Te
2 2 2 2
沸点
氢化物150
H2O
100 50 0 -50 -100
H2O
说明在 H2O分子间还存在除 沸点(℃) 范德华力之外的其他作用力
100.0
H2S
H2Se
-60.75
-41.5
H2S
H2Te
H2Te
-1.3