氫鍵的類(lèi)型和本質(zhì)

文章編號(hào)：1005－6629(2007)07－0072－04 中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

氫鍵是一種最常見(jiàn)也是最重要的分子間或分子內(nèi)的相互作用，其強(qiáng)度變化幅度很大。氫鍵雖然是一種弱鍵，但由于它的形成將對(duì)物質(zhì)的聚集狀態(tài)產(chǎn)生影響，所以物質(zhì)的物理性能、形狀結(jié)構(gòu)等方面會(huì)發(fā)生明顯的變化和很大的影響。

1氫鍵的類(lèi)型

氫鍵(hydrogen bond)是一種廣泛存在的分子級(jí)別的弱作用力。在水及其溶液、結(jié)晶水合物，醇、羧基溶劑，無(wú)機(jī)酸、酸式鹽、堿式鹽，碳水化合物、氨和氨合物、酰胺、氨基酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)中氫鍵都扮演著重要角色。它是由極性很強(qiáng)的X－H 鍵上的氫原子與另一個(gè)（可存在于同一種分子或另一種分子中）電負(fù)性很強(qiáng)、原子半徑較小的原子如F、N、O等的孤對(duì)電子之間相互吸引而成的一種鍵，常用X－H……Y 表示。X-H稱(chēng)為質(zhì)子供體(proton donor) ， Y稱(chēng)為質(zhì)子受體(proton acceptor) 。一般而言，氫鍵的能量約在10-40 kJ·mol-1較范德華作用力（低于10 kJ·mol-1）強(qiáng)[1]，而遠(yuǎn)小于通常化學(xué)鍵的強(qiáng)度（鍵能是102 kJ·mol-1數(shù)量級(jí)）。氫鍵可按照存在的方式、能量強(qiáng)度、質(zhì)子供體和質(zhì)子受體、H原子位置、光譜性質(zhì)等分類(lèi)。

1.1 按存在的方式分類(lèi)

1.1.1 分子間氫鍵

一個(gè)分子的X -H 鍵與另一個(gè)分子的原子Y可形成分子間氫鍵， 能形成分子間氫鍵的物質(zhì)相當(dāng)廣泛，在HF、H₂O、NH₃ 、無(wú)機(jī)含氧酸、有機(jī)羧酸、醇、胺、蛋白質(zhì)以及某些高分子化合物等物質(zhì)的分子之間都有氫鍵。HF、 H₂O、 HCOOH 可以結(jié)合為(HF)n 、 (H₂O)n 、(HCOOH)₂ 。例如:

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