氫鍵的形成
⑴ 同種分子之間
現(xiàn)以HF為例說明氫鍵的形成.在HF分子中,由于F的電負(fù)性（4.0）很大,共用電子對(duì)強(qiáng)烈偏向F原子一邊,而H原子核外只有一個(gè)電子,其電子云向F原子偏移的結(jié)果,使得它幾乎要呈質(zhì)子狀態(tài).這個(gè)半徑很小、無內(nèi)層電子的帶部分正電荷的氫原子,使附近另一個(gè)HF分子中含有孤電子對(duì)并帶部分負(fù)電荷的F原子有可能充分靠近它,從而產(chǎn)生靜電吸引作用.這個(gè)靜電吸引作用力就是所謂氫鍵.例如 HF與HF之間：
⑵ 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：
氫鍵形成的條件
⑴ 與電負(fù)性很大的原子A 形成強(qiáng)極性鍵的氫原子
⑵ 較小半徑、較大電負(fù)性、含孤電子對(duì)、帶有部分負(fù)電荷的原子B (F、O、N)
氫鍵的本質(zhì):強(qiáng)極性鍵(A-H)上的氫核,與電負(fù)性很大的、含孤電子對(duì)并帶有部分負(fù)電荷的原子B之間的靜電引力.}
⑶ 表示氫鍵結(jié)合的通式
氫鍵結(jié)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(fù)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(duì)氫鍵的理解
氫鍵存在雖然很普遍,對(duì)它的研究也在逐步深入,但是人們對(duì)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(gè)結(jié)構(gòu)叫氫鍵,因此氫鍵的鍵長(zhǎng)就是指X與Y之間的距離,例如F－H…F的鍵長(zhǎng)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(zhǎng).這種差別,我們?cè)谶x用氫鍵鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)時(shí)要加以注意.
不過,對(duì)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.
2．氫鍵的強(qiáng)度
氫鍵的牢固程度——鍵強(qiáng)度也可以用鍵能來表示.粗略而言,氫鍵鍵能是指每拆開單位物質(zhì)的量的H…Y鍵所需的能量.氫鍵的鍵能一般在42kJ·mol-1以下,比共價(jià)鍵的鍵能小得多,而與分子間力更為接近些.例如,水分子中共價(jià)鍵與氫鍵的鍵能是不同的.
而且,氫鍵的形成和破壞所需的活化能也小,加之其形成的空間條件較易出現(xiàn),所以在物質(zhì)不斷運(yùn)動(dòng)情況下,氫鍵可以不斷形成和斷裂.
3．分子內(nèi)氫鍵
某些分子內(nèi),例如HNO3、鄰硝基苯酚分子可以形成分子內(nèi)氫鍵.分子內(nèi)氫鍵由于受環(huán)狀結(jié)構(gòu)的限制,X－H…Y往往不能在同一直線上.如圖所示
4．氫鍵形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
氫鍵通常是物質(zhì)在液態(tài)時(shí)形成的,但形成后有時(shí)也能繼續(xù)存在于某些晶態(tài)甚至氣態(tài)物質(zhì)之中.例如在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的HF中都有氫鍵存在.能夠形成氫鍵的物質(zhì)是很多的,如水、水合物、氨合物、無機(jī)酸和某些有機(jī)化合物.氫鍵的存在,影響到物質(zhì)的某些性質(zhì).
（1）熔點(diǎn)、沸點(diǎn)
分子間有氫鍵的物質(zhì)熔化或氣化時(shí),除了要克服純粹的分子間力外,還必須提高溫度,額外地供應(yīng)一份能量來破壞分子間的氫鍵,所以這些物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)比同系列氫化物的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高.分子內(nèi)生成氫鍵,熔、沸點(diǎn)常降低.例如有分子內(nèi)氫鍵的鄰硝基苯酚熔點(diǎn)（45℃）比有分子間氫鍵的間位熔點(diǎn)（96℃）和對(duì)位熔點(diǎn)（114℃）都低.
（2）溶解度
在極性溶劑中,如果溶質(zhì)分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵,則溶質(zhì)的溶解度增大.HF和HN3在水中的溶解度比較大,就是這個(gè)緣故.
（3）粘度
分子間有氫鍵的液體,一般粘度較大.例如甘油、磷酸、濃硫酸等多羥基化合物,由于分子間可形成眾多的氫鍵,這些物質(zhì)通常為粘稠狀液體.
（4）密度
液體分子間若形成氫鍵,有可能發(fā)生締合現(xiàn)象,例如液態(tài)HF,在通常條件下,除了正常簡(jiǎn)單的HF分子外,還有通過氫鍵聯(lián)系在一起的復(fù)雜分子(HF)n.nHF(HF)n
其中n可以是2,3,4….這種由若干個(gè)簡(jiǎn)單分子聯(lián)成復(fù)雜分子而又不會(huì)改變?cè)镔|(zhì)化學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)象,稱為分子締合.分子締合的結(jié)果會(huì)影響液體的密度.
H2O分子之間也有締合現(xiàn)象.nH2O(H2O)n
常溫下液態(tài)水中除了簡(jiǎn)單H2O分子外,還有(H2O)2,(H2O)3,…,(H2O)n等締合分子存在.降低溫度,有利于水分子的締合.溫度降至0℃時(shí),全部水分子結(jié)成巨大的締合物——冰.
氫鍵形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響
分子間氫鍵使物質(zhì)的熔點(diǎn)(m.p)、沸點(diǎn)(b.p)、溶解度(S)增加; 分子內(nèi)氫鍵對(duì)物質(zhì)的影響則反之.