氢键:
氢键通常可用X-H…Y来表示。其中X以共价键与氢相连,具有较高的电负性,可以稳定负电荷,因此氢易解离,具有酸性(质子给予体)。而Y则具有较高的电子密度,一般是含有孤对电子的原子,容易吸引氢原子,从而与X和H原子形成三中心四电子键。
下列现象与氢键有关,你曾相见,却未必相识:
- 与同族的非金属氢化物相比,NH3、H2O和HF具有反常高的熔点和沸点。
- 氨在水中有非常大的溶解度,一体积水通常状况下可以溶解700体积氨。
- 甘油、无水磷酸和硫酸具有较大的粘度。
- 邻硝基苯酚中存在分子内氢键,因此熔点较间硝基苯酚和对硝基苯酚低。
- 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,每摩尔冰中有2NA个氢键。水分子在冰晶体结构中空间占有率较低,因而冰密度小于水。
- 在4°C时,水氢键断裂(密度增大)和受热分子间距增大(密度减小)的趋势相等,因此4°C时水密度{zd0}。这个温度对于水中生物至关重要,它保证了冬季时水中生物不至于因为水结冰而死亡。
- 氢卤酸中盐酸、氢溴酸、氢碘酸都是强酸;而氟化氢分子因氢键缔合而形成锯齿状分子链,低浓度的氢氟酸是弱酸。
- 可燃冰晶体存在由氢键构建的类冰骨架,其中可装入甲烷分子。
- C=O…H-N氢键使蛋白质形成α螺旋。
- DNA中两条链的碱基通过氢键配对,而氢键的饱和性和方向性使得双螺旋的碱基配对具有专一性,即A-T靠2个氢键配对而C-G靠3个氢键配对。
- 纸张中纤维素链之间存在氢键,因而很柔韧。但浸入水中则由于纤维素链上的羟基与水形成氢键,使原有氢键被破坏,纸张变得很容易破碎。
- 头发角质蛋白链之间也存在氢键。当你湿着头发睡着,头发角质蛋白链之间的氢键由于被水破坏,受到挤压,水蒸发后形成错位的氢键,而使头发翘了起来。