哪些物质有氢键(氢键的定义高中生物)

知识归纳

第一，氢键

1.概念:一种特殊的分子间作用力。

2.形成条件:① H与电负性大、半径小的原子(F，O，N)相连；②附近有电负性大，半径小的原子(F，O，N)。

3.表达方式:X—H…y-。

氢键

氢键是静电作用，是范德华力之外的另一种分子间力。氢键的大小介于化学键和范德华力之间。它不是化学键，但它有键长和键能。氢键是饱和的，有方向性的。

第二，氢键的存在

1.分子间氢键。例如C2H5OH、CH3COOH、H2O、HF和NH3。

2.分子内氢键。比如苯酚邻位有-CHO、-COOH、-OH和-NO2时，环的特殊结构是由氢键组成的。

氢键也存在于大分子中。

第三，氢键的强度

(1)，x—h…y ——: x和y的电负性越大，吸引电子的能力越强，氢键也越强。比如F电负性最大，得电子能力最强，所以F-H…F是最强的氢键。

(2)氢键强度的顺序:F-H…F >；O-H…O & gt；o-H…N & gt；N-H…N(注:C原子吸电子能力弱，一般不形成氢键)。

氢键强度比较

四。对物质熔点的影响

能在分子间形成氢键的物质，熔点和沸点一般较高。这是因为除了破坏范德华力外，固体熔化或液体气化时还必须破坏分子间的氢键，这就需要消耗更多的能量。同类化合物中能形成分子间氢键的物质的熔点高于不能形成分子间氢键的物质。比如VIA族元素的氢化物，从H2Te、H2Se到H2S，随着相对分子量的降低，分子间作用力降低，熔点依次降低。然而，H2O分子之间形成了O-H … O氢键，分子间作用力增强，H2O的熔点骤然升高。

分子内氢键的形成降低了物质的熔点。例如，邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚的熔点分别为45℃、96℃和114℃。这是因为间硝基苯酚和对硝基苯酚中存在分子间氢键，熔化时必须破坏一部分，所以熔点高。然而，邻硝基苯酚的熔点较低，因为它形成分子内氢键，但不形成分子间氢键。

动词 （verb的缩写）对物质溶解度的影响

如果溶质分子和溶剂分子之间形成氢键，溶质的溶解度会急剧增加。

例如，氨在水中的溶解度大于其他气体。在20℃时，一体积的水吸收700体积的氨。氨在水中的溶解度特别高，是因为水分子和氨分子通过氢键相互结合形成氨水合物；乙醇、乙二醇、甘油等。能以任何比例与水混溶，都源于此。

如果溶质分子形成分子内氢键，在极性溶剂中的溶解度降低，在非极性溶剂中的溶解度增加。

不及物动词对有机化合物酸度的影响

以羧酸为例。影响羧酸酸度的因素很多。任何能使羧酸阴离子比羧酸更稳定的因素都会使羧酸酸性增加。反之，羧酸的酸性减弱。羧酸根阴离子的氢键更加稳定，羧酸的酸性增强。在质子溶剂中，如果羧酸根阴离子可以通过氢键稳定，也将观察到其酸性增强。例如，乙酸在不同溶剂中的PKa如表1所示。

分子内氢键的形成也会影响羧酸的酸性。最典型的例子就是邻羟基苯甲酸的酸性，因为它的羧酸根阴离子可以与邻羟基形成氢键，大大提高了阴离子的稳定性，所以酸性(PKa=2.98)比羟基苯甲酸(PKa=4.57)强很多。

七。对物质粘度和表面张力的影响

当形成分子间氢键时，分子间作用力增加，流动性降低，粘度增加。一般来说，能形成分子间氢键的物质比不能形成分子间氢键的物质粘性更大。醇和羧酸能形成分子间氢键，而烷烃、酮、酯不能，所以醇和羧酸的粘度高于同分子量的烷烃、酮、酯。甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物，由于分子间氢键众多，通常是粘稠液体。

分子内氢键对化合物粘度的影响不同于分子间氢键。与具有分子间氢键的化合物相比，具有分子内氢键的化合物具有更小的分子间作用力、更高的分子流动性和更低的粘度。例如，邻羟基苯甲醛的粘度比小于对映体的粘度比；在硝基苯酚的异构体中，邻位异构体的粘度较小。

水的表面张力很高，其根源在于水分子之间的氢键。物质的表面能与分子间力有关，因为表面分子受到液体内部分子的吸引，被挤压到液体中，所以能量高，表面有自动收缩的趋势，如表2所示。

在表中列出的液体物质中，水的表面能最高，因为水分子之间有很强的氢键。如果加入表面活性剂破坏表层的氢键体系，可以降低表面能，这在工业生产中具有重要意义。

八、影响物质的密度

分子间作用力越大，分子排列越紧密，密度越大。随着碳原子数的增加，直链烷烃分子的分子间作用力和密度增加。

分子间的氢键也会影响化合物的密度。比如醇类可以形成分子间氢键，低碳醇的密度高于分子量相近的烷烃；随着分子量的增加，烃基的比例增加，阻碍了分子间氢键的形成，分子量相近的高级醇与烷烃的密度差异逐渐减小。乙二醇分子含有两个羟基，形成氢键的能力更强。乙二醇的密度为1.113g·cm-3，高于同碳数的乙醇(0.789g·cm-3)和分子量相近的丙醇(0.804g·cm-3)。羧酸能形成强氢键，羧酸的密度高于相应的烷烃和醚，也高于相应的醇。

如果分子之间形成氢键，就可能发生缔合，分子缔合的结果会影响物质的密度。比如NH2O (H2O)n，除了简单的H2O分子之外，还有室温下液态水的(H2O)2、(H2O)3、…、(H2O)n等缔合分子。

降低温度有利于水分子的结合。

九。氢键在生命物质中的作用

生命由蛋白质、核酸、糖类、脂类和其他有机物质以及水和无机盐组成。这些物质具有共同生活的特征，氢键在其中起着关键作用。蛋白质是由一定序列的氨基酸缩合而成的多肽链分子，富含形成氢键的能力。在多肽主链中，N-H作为质子供体，C = O作为质子受体，彼此形成C = O … H-N氢键，决定了蛋白质的二级结构。在脱氧核糖核酸(DNA)分子中，两条多核苷酸链通过碱基之间形成的氢键(C = O … H-n和C = N … H-n)连接，即腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对形成两个氢键，鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对形成三个氢键，盘绕在双螺旋结构的线圈之间。一旦氢键断裂，空分子之间的结构就会发生变化，生物和生理功能就会丧失。