形成氫鍵的條件如下:
1、同種分子之間
現以HF為例說明氫鍵的形成.在HF分子中,由于F的電負性(4.0)很大,共用電子對強烈偏向F原子一邊,而H原子核外只有一個電子,其電子云向F原子偏移的結果,使得它幾乎要呈質子狀態.這個半徑很小、無內層電子的帶部分正電荷的氫原子,使附近另一個HF分子中含有孤電子對并帶部分負電荷的F原子有可能充分靠近它,從而產生靜電吸引作用.這個靜電吸引作用力就是所謂氫鍵.
2、不同種分子之間
不僅同種分子之間可以存在氫鍵,某些不同種分子之間也可能形成氫鍵.例如 NH3與H2O之間.
3、氫鍵形成的條件
⑴ 與電負性很大的原子A 形成強極性鍵的氫原子 .
⑵ 較小半徑、較大電負性、含孤電子對、帶有部分負電荷的原子B (F、O、N)
氫鍵的本質:強極性鍵(A-H)上的氫核,與電負性很大的、含孤電子對并帶有部分負電荷的原子B之間的靜電引力.
⑶ 表示氫鍵結合的通式
氫鍵結合的情況如果寫成通式,可用X-H…Y①表示.式中X和Y代表F,O,N等電負性大而原子半徑較小的非金屬原子.
X和Y可以是兩種相同的元素,也可以是兩種不同的元素.
⑷ 對氫鍵的理解
氫鍵存在雖然很普遍,對它的研究也在逐步深入,但是人們對氫鍵的定義至今仍有兩種不同的理解.
第一種把X-H…Y整個結構叫氫鍵,因此氫鍵的鍵長就是指X與Y之間的距離,例如F-H…F的鍵長為255pm.
第二種把H…Y叫做氫鍵,這樣H…F之間的距離163pm才算是氫鍵的鍵長.這種差別,我們在選用氫鍵鍵長數據時要加以注意.
不過,對氫鍵鍵能的理解上是一致的,都是指把X-H…Y-H分解成為HX和HY所需的能量.
(5)氫鍵的飽和性和方向性
氫鍵不同于范德華引力,它具有飽和性和方向性.由于氫原子特別小而原子A和B比較大,所以A—H中的氫原子只能和一個B原子結合形成氫鍵.同時由于負離子之間的相互排斥,另一個電負性大的原子B′就難于再接近氫原子.這就是氫鍵的飽和性.
氫鍵具有方向性則是由于電偶極矩A—H與原于B的相互作用,只有當A—H---B在同一條直線上時最強,同時原子B一般含有未共用電子對,在可能范圍內氫鍵的方向和未共用電子對的對稱軸一致,這樣可使原于B中負電荷分布最多的部分最接近氫原子,這樣形成的氫鍵最穩定.
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