共价键与分子间力.ppt

第十章 共价键与分子间力,Covalent Bond and Intermolecular Force5学时,掌握内容,现代价键理论中共价键的本质、形成条件、类型：键和键；杂化轨道在解释分子空间构型中的应用；分子的极性；分子间作用力：Van der Waals力中的取向力、诱导力、色散力、氢键的概念及其对物质物理性质的影响。,熟悉内容,共价键的特征：方向性和饱和性；键参数的基本概念：键能、键角、键长、键的极性；氢键的特点；配位键的特点；杂化轨道理论要点及SP、SP2、SP3杂化轨道类型及特点；分子轨道理论形成的条件及理论要点、在简单同核双原子分子中的应用：分子轨道能级图、键级及分子稳定性；分子的极化。,了解内容,现代价键理论解释氢分子的形成过程；分子轨道理论的要点及应用：简单异核双原子分子的分子轨道能级图、自由基简介；价层电子对互斥理论及其应用；疏水键、库仑力、立体排斥力的概念及在医学上的意义。,重点,现代价键理论杂化轨道理论氢键理论。,物质结构,构成物质的基本单元是分子或晶体。分子或晶体内部是由原子或离子组成的。分子或晶体内部相邻两原子或离子之间的强烈的作用力称为化学键。分子间作用力称为分子间力。,化学键,离子键阴阳离子间由于强烈的静电引力而形成的化学键。形成的原因是两元素的电负性差较大。共价键 原子间通过共用电子对而形成的化学键。形成的原因是两元素的电负性差不大。,键极性判断,注：离子键与共价键实际上没有严格的界限。,离子键本质,F：静电引力 K 比例常数q1，q2：离子电荷d：成键离子核间距,影响离子键强度因素,电荷数q 增加正负离子间引力F 增大离子键强度增强 如：电荷数：qMg2qNa 稳定性：MgCl2NaCl原子半径r增大距离d增加离子键强度下降 如：原子半径：rNarK 稳定性：NaClKCl,离子键特征(一),无方向性正负离子的电场看作是球形对称的，各方向的电场强度一样。正负离子无论从何方向接近，都产生相同大小吸引力。,Cl,Na,Cl,Cl,Cl,离子键特征(二),无饱和性一个离子可吸引一个以上带异电荷的离子(只要空间许可)如：NaCl晶体 一个Na吸引六个Cl，一个Cl吸引六个Na，由此可知NaCl是一个庞大的分子，离子化合物一般没有单个分子。,离子型化合物分类,101 现代价键理论,这一章不讨论离子键，只讨论共价键的形成过程。即原子和原子是怎样形成分子的。象其它理论一样，价键理论是不断发展、完善的。,valence bond theory,经典价键理论,经典价键理论是美国科学家路易斯提出的。经典价键理论要点：共价键是由两个电负性相同或相近的原子，通过共用电子对而形成的价键。成键后一般原子外层电子组态与惰性气体类似。,经典价键理论示例,经典价键理论不足,这个理论指出了离子键与共价键的区别，可初步解释共价键具有饱和性。但是对方向性不能解释，对一部分分子的最外层电子结构不是隋性气体的电子层构型也不能解释(如PCl5)解决办法：现代价键理论。,现代价键理论(电子配对法),理论要点：成键两原子都具有单电子，且自旋方向互为相反才能成键。已成键的电子，就不再与其他原子的单电子成键。(饱和性)两个原子的原子轨道产生重叠越大。形成的共价键越牢固。(方向性),氢分子的基态,氢原子a,两核间电子云密度增大。(峰峰相遇),氢原子b,氢分子的基态解释,根据量子力学计算，在成键状态时有：(1 2)，两个氢原子的原子轨道在两个原子间波峰与波峰互相重叠，两核间电子云密度增加，体系的能量下降，称为基态或吸引态。此时两个氢原子的电子处于自旋反平行状态。,氢分子的排斥态,原子a,两核间电子云密度减小。(峰谷相遇),原子b,氢分子的排斥态解释,根据量子力学计算，在反键状态时有：(12)，两个氢原子的原子轨道在两个原子间波峰与波谷互相重叠，两核间电子云密度下降，体系的能量增加，称为推斥态。此时两个氢原子的电子处于自旋平行状态。,共价键的特征(一),具有饱和性已成键的电子，就不再与其他原子的单电子成键。如：HHHH不可能形成H3,共价键的特征(二),具有方向性(除了ss的重叠)在可能范围内，一定沿着原子轨道最大重叠方向形成重叠。原子轨道的方向性决定了共价键形成的方向性。,例：共价键的方向性,HClHCl,注意：两原子核间的距离完全相同。在三种重叠方式中，而只有第一种最稳定。,1,2,3,H,Cl,共价键的类型,根据原子轨道的重叠方式(原子轨道的对称性)来区分，共价键的类型有两类：键和键,准备知识,键轴 成键两原子的原子核之间的连线。例：,键特征,重叠方式“头碰头”，最大重叠在键轴上。对称因素 绕键轴旋转圆柱形对称。键的性质 可单独存在于分子中，绕键轴旋转不断裂。在成键的两个原子间只能有一条键，其余是键。,键图示,键特征,“肩并肩”重叠，最大重叠不在键轴上。对称面 通过键轴的平面镜面对称或反对称，绕键轴旋转不对称。其中一个原子绕键轴旋转键会发生断裂。稳定性：在成键的两个原子间可有多条键。,键图示,断裂,N2分子形成示意图,设键轴为x轴，下同。,x,y,y,z,z,PzPz,PxPx,PyPy,x,y,z,y,z,N2分子形成示意图(一),x,y,z,y,z,N2分子形成示意图(二),N2分子形成示意图(三),键和键比较,键和键示例,配位键,由一个原子单独提供一对孤对电子，另一个原子仅提供外层空轨道而形成的共价键。形成键后，与一般的共价键在外观上无差别。注：一般的共价键是每个原子各提供一个电子。,配位键示例,键参数,表征化学键性质的物理量称之。主要有：键能键长键角键的极性,键能,断裂价键所需能量。键能越大，键的强度越高。叁键键能双键键能单键键能,键长,分子中成键两原子的核间距称之。特点：同一种键在不同分子中的键长基本相同。键长越短，键的强度越高。单键键长双键键长叁键键长,键角,分子中同一原子形成的两个化学键之间的夹角称之。作用：反映分子空间构型的重要因素。,键的极性,共价键极性划分为：非极性键极性键,非极性共价键,当成键两原子的电负性相同时，两原子的正电荷重心与成键电子的负电荷重心恰好重合，这样的共价键称为非极性共价键，简称非极性键。,例H2 HH O2 OO,极性共价键,当成键两原子的电负性不同时，两原子的正电荷重心与成键电子的负电荷重心不重合，使该共价键的一端带部分正电荷，另一端带部分负电荷，这样的共价键称为极性共价键，简称极性键。,例 HCl,键极性判断,注：离子键与共价键实际上没有严格的界限。,VB法得失,指出共价键的形成是原子轨道的重叠，共价键既有饱和性、也有方向性。不足之处：许多分子的结构不能解释。CH4 四条CH键一样，正四面体。例：按VB法：C：2s22p2，有两个单电子，只能形成共价双键。因此要用新的理论来解释。,102 杂化轨道理论,鲍林提出在VB法基础上提出，进一步发展了VB法。(中学已学过)并不是一个独立的理论，只是完善与丰富VB法。,理论要点(一),在成键过程中(实际形成价键前)，由于原子间的相互影响，同一原子中参加成键的几个能量相近的原子轨道，可以进行组合，重新分配能量和空间方向组成数目相等的新的原子轨道，这个过程称为轨道杂化，所组成的新的原子轨道称为杂化轨道。,杂化过程示例sp杂化,同一原子的S轨道和p轨道,重新分配能量和空间方向,组成数目相等的新的原子轨道,理论要点(二),杂化轨道的角度波函数在某个方向的值比杂化前大得多，更有利于原子轨道的最大重叠，因此成键能力更强。成键能力顺序：spspsp2sp3ddsp2d2sp3=sp3d2sp3d,理论要点(三),杂化轨道之间力图在空间取得最大夹角分布，使轨道间的排斥能量最小，所以形成的键较稳定。,杂化类型 1,sp型只有能量相近的s轨道和p轨道参加的杂化。有 sp、sp2、sp3 杂化,杂化类型 2,spd型(在配合物中讲)能量相近的s轨道，p轨道和d轨道参加的杂化。有 dsp2 d2sp3 sp3d2 sp3d,sp杂化,由能量相近的ns轨道和一个np轨道进行杂化而得。sp杂化轨道共有两个，键角为1800，为直线构型。,sp杂化示例(一),BeCl2中的Be杂化,Be,电子激发的原因,原子需要形成的化学键比该原子的单电子数目多时，称为缺电子体，则该原子的成对电子可以通过激发来形成足够多的单电子用来成键例如：Be原子需要形成两条化学键，其单电子数为0，杂化前需激发得到2个单电子。,sp杂化示例(二),BeCl2的形成,x,Cl,Cl,Be,杂化前电子的激发,若中心原子为缺电子体，即：成键数 单电子数杂化前往往要将电子由基态跃迁为激发态以提供形成共价键所需的单电子数目，然后再进行杂化。激发电子所需能量由成键所释放的能量或事先提供的能量供给。若中心原子为多电子体，即：成键数 单电子数则电子无须激发，直接杂化。,sp2杂化,由能量相近的ns轨道和两个np轨道进行杂化而得。sp2杂化轨道共有三个，键角为1200，为平面三角构型。,sp2杂化示例1,BF3中的F杂化,B原子为缺电子体,杂化前需激发。,sp2杂化示例2,sp3杂化,由能量相近的ns轨道和三个np轨道进行杂化而得。,sp3杂化轨道共有四个，键角为109028/，为正四面体构型。,sp3杂化示例(一),CH4中的C杂化,C原子为缺电子体,需激发。,CH4图例,sp3杂化示例(二),NH3中的N杂化,N原子为富电子体,不需激发。,sp型三种杂化轨道比较,等性杂化和不等性杂化,等性杂化：形成的杂化轨道能量完全相等。不等性杂化：形成的杂化轨道能量不完全相等。判断方法：看原子轨道杂化后成键前所有杂化轨道的电子数目是否相等。,杂化轨道示例,杂化轨道总结,中心原子是利用最外层的轨道进行 杂化。杂化轨道理论的成功之处不仅解释了分子结构中许多键参数及分子空间构型(关键是知道杂化类型)。但对某些分子，如PCl5：很难用杂化理论解释。却可用价电子对互斥理论。杂化轨道只考虑外层轨道对成键的贡献。,103 价层电子对互斥理论,Valence shell electron pair repulsion theory简称VSEPR法。适用类型：主族元素A与主族元素B之间以共价键形成的ABn型分子或离子。效果：能较好地预测ABn型分子或离子的空间构型。有关名词 A：中心原子。B：配体原子。,理论要点1,确定中心原子价层电子对数（中心原子价层电子数配体所提供的电子数）2原子价层电子对数,计算中心原子价层电子数规定,作为中心原子，卤素元素提供七个电子。氧族元素提供六个电子。对ABn型离子，在计算中心原子价层电子数时，要加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。在计算中心原子价层电子对数时，最后剩余的一个电子当作一对电子。双键、三键等多重键当作一对电子。,计算配体所提供的电子数规定,作为配体原子，卤素元素提供一个电子。氧族元素不提供电子。,分子空间构型判断方法1,分子空间构型判断方法2,104 分子轨道理论,与前面的理论的最大的不同：分子中无原子轨道。电子是在分子轨道中运动的。每个电子都对分子有贡献。最成功之处是解释O2的顺磁性问题。,分子轨道理论理论要点1,每个电子对形成分子都有贡 献，在整个分子中运动而不局限于某个原子。与原子轨道类似，每个电子的空间运动状态用一个分子轨道来i描述。和原子轨道不同之处：分子轨道是多核的；原子轨道是单核的。在分子中只有分子轨道，而无原子轨道。,分子轨道理论理论要点1图例,单核的原子轨道,多核的分子轨道,分子轨道理论理论要点2a,分子轨道可近似用原子轨道的线性组合来表示。分子轨道数目=组合前原子轨道数目,分子轨道理论理论要点2b,在分子轨道中，一部分分子轨道能量比原来的原子轨道能量低，称为成键轨道。另一部分分子轨道能量比原来的原子轨道能量高，称为反键轨道。常加“”表示。,分子轨道理论理论要点2c,成键轨道降低的能量与反键轨道升高的能量近似相等。有时还有一部分分子轨道能量和原来的原子轨道能量一样，称为非键轨道。,例：H2分子的分子轨道,1C1(a b)2C2(a b),2：氢分子轨道,a：氢a原子轨道,b：氢b原子轨道,1：氢分子轨道,H2分子的分子轨道能量变化,成键轨道,反键轨道,H2分子的分子轨道电子排布,2,分子轨道理论理论要点3,并不是任意的原子轨道都可以有效地组合成分子轨道，必须满足一定的条件。对称性匹配原则能量近似原则轨道最大重叠原则,对称性匹配原则3a,操作1.绕键轴旋转1800；2.包含键轴的某一平面作镜像反映。对称性匹配原则上述两操作同时为对称操作或同时为反对称操作。,对称性,对某个对象作某项操作前的图形和符号与操作后的图形和符号进行比较：图形和符号前后无变化称为对称操作，即对该操作具有对称性；图形无变化，符号改变称为反对称操作，即对该操作具有反对称性；不符合上述两项对称性为不对称操作，即对该操作具有不对称性。,对称、反对称操作,操作前后，操作对象的外型，符号无变化称为对称操作；操作后，操作对象与操作前外型无变化，但符号改变称为反对称操作。与上述两项不符的，称为不对称操作。,绕键轴旋转1800操作图例1,x,y,x,y,对称,操作前后符号完全相同,操作前后图形完全相同,绕键轴旋转1800操作图例2,x,y,y,x,反对称,操作前后符号完全相反,操作前后图形完全相同,绕键轴旋转1800操作图例3,x,y,x,y,不对称,操作前后图形不能完全重合,包含键轴的某一平面作镜像反映操作1,x,y,x,y,xy平面对称,包含键轴的某一平面作镜像反映操作2,x,y,y,x,z,xz平面反对称,z,对称性匹配原则示例(一),SPx组合,1.对称2.对称,1.对称2.对称,1.旋转1800；2.镜相反映,成键轨道,反键轨道,x,x,水平面,对称性匹配原则示例(二),PxPx组合,1.对称2.对称,1.对称2.对称,成键轨道,反键轨道,x,x,对称性匹配原则示例(三),PyPy组合,1.反对称2.反对称,1.反对称2.反对称,成键轨道,反键轨道,x,x,y,y,y,y,对称性匹配原则示例(四),PyPx组合,1.对称性不匹配2.对称性不匹配,x,y,能量近似原则3b,只有能量相近的原子轨道才能有效地组合成分子轨道。这是量子力学计算得到的结果。例：HF分子中H原子的1s轨道与F原子的1s轨道能量相差太大，不能有效组合成分子轨道。而与F原子的2p轨道能量相近,有效地组合成分子轨道。,能量近似原则3b图例,非键轨道,轨道最大重叠原则3c,对称性匹配的两个原子轨道线性组合时，其轨道重叠越大，形成的分子轨道能量越低，所形成的化学键越牢固。,分子轨道理论理论要点4,电子在分子轨道中的排布也要遵守:泡利不相容原理；能量最低原理；洪特规则。,分子轨道理论理论要点5,在分子轨道中，用键级表示键的牢固程度。键级越大，键越牢固。,分子轨道应用,第一、二周期简单双原子分子轨道能级图同核双原子分子轨道能量顺序图异核双原子分子轨道能量顺序图本章仅介绍简单双原子分子的分子轨道能级图，其他的可查找有关资料。,同核双原子分子轨道能量顺序图1,在分子中无原子轨道，图中的原子轨道是帮理解而画的。,电子数e14,同核双原子分子轨道能量顺序图2,电子数e14,能级交错的原因,由于e14，2s与2px能级差较小，2s2px发生重叠，降低了2s能量，升高2px能量。,分子的键级和磁性,键级：表示键的牢固程度。键级（成键电子数反键电子数）2顺磁性：在物质内部存在有单电子时，在磁场中将表现出特殊的性质，称此物质为顺磁性物质，反之为反顺磁性物质。,解释O2的键级,O2总电子数=16,键级(106)/22,或 键级(84)/22,或 键级(62)/22,或 键级(40)/22,(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)1(2pz*)1,O2的分子轨道能量顺序图,解释O2的顺磁性,含两个3电子键。在每个3电子键中，有2个电子在成键轨道上，1个在反键轨道上。从电子排布看出，O2有2个单电子，是顺磁性分子。,比较O2和O2的稳定性,O2电子排布式:(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)1O2电子排布式:(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)1O2键级为2.5，O2键级为1.5，所以O2更稳定。,O2 的分子轨道能量顺序图,O2 的分子轨道能量顺序图,N2的电子排布式,N2总电子数=14,键级(104)/23,或 键级(82)/23,或 键级(60)/23,从电子排布看出，N2没有单电子，所以是反磁性分子。,(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2(2px)2,N2的分子轨道能量顺序图,e=14,异核双原子分子轨道能量顺序图,第二周期异核双原子分子轨道能量顺序图将其看成同核双原子的等电子体。不同周期异核双原子较为复杂，不要求。,非键轨道,HF的电子排布式12223214,1,2,4,1,3,1s,1s,2s,2py,2px,2pz,自由基（free radical）简介,自由基定义具有未成对电子的原子、分子、离子或原子团。因其具有单电子，所以具有顺磁性。原子：H、Cl、Br分子：O2、NO离子：O2、O2.原子团：OH,自由基产生的原因,1、化学反应中，共价键发生均裂，成键电子分属两个原子或原子团，从而产生自由基。如：H2O HOH2、共价键热分解3、各种辐射分解也可产生自由基。射线、射线、紫外线等引起的损伤，也涉及到自由基的作用。4、氧化还原反应中的单电子转移Fe2 H2O2 Fe3 OH OH5、在生物体细胞内，自由基往往通过酶促反应或非酶促反应产生,自由基特点,由于自由基具有单电子，而单电子由具有成对的趋势。因此，自由基稳定性不高，较活泼，容易得到或失去单电子。即有较强的化学活泼性，所以其存在的时间较短。易与其他物质起反应，产生新的自由基。反应为链式电子传递反应。,人体内的自由基,人体内有多种自由基，它们不断产生，又不断被清除。少量的自由基对人体具有有利的作用，如杀死细菌。大量的自由基对人体具有有害作用，如损伤细胞。,氧气 3O2,基态O2的电子排布式为：(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)1(2pz*)1其自旋量子数的代数和为ms=1/21/2=1自旋多重度（自由度）=2 ms1=3称为三线态氧。常用3O2表示。,活性氧自由基 1O2,基态3O2的一个电子激发后，排布式为：(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)其自旋量子数的代数和为ms=1/21/2=0自旋多重度（自由度）=2 ms1=1称为单线态氧。用1O2表示。,活性氧自由基 1O2性质,因为单线态氧比三线态氧能量高，因此称为活性氧。具有很高的活性和杀菌能力。O2也是如此。,超氧离子自由基O2,电子排布式为：(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)1也具有很高的活性和杀菌能力。,NO自由基,是生物体内传递生命信息的第二信使和神经递质。排布式为：(1s)2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)1(2pz*)其生理作用由同学们在将来的课程会学到。,自由基的清除,1 酶清除O2 O2 2H H2O2 O2H2O2 H2O O22 非酶物质清除,SOD,CAT,自由基对机体的损害,机理：RM M R促使细胞膜脂质过氧化，使其流动性降低，通透性增加促进机体机能性衰老自由基与炎症、肿瘤、消化系统、循环系统、呼吸系统、神经系统等多种疾病有关。,损伤机体，破坏正常的代谢反应,105 分子间的作用力,前面所讲的都是分子内原子之间的作用。这里所指的分子一般为共价分子。同样在分子间也存在作用力，由这些作用力决定了分子的许多性质。而且，分子间力与分子的极性有关。气体可以液化是分子间存在相互作用力的最好证明。分子间的作用力有van der Waals 力和氢键力。它的产生与分子的极化密切相关，而分子的极化是指分子在外电场作用下发生的结构变化。,分子的极性,共价键分为极性与非极性两种。分子也分极性分子与非极性分子两种。分子中正、负电荷重心不重合，称为极性分子。分子中正、负电荷重心重合，称为非极性分子。,分子的极性与共价键极性关系1,对于双原子分子；分子的极性与键的极性是一致的。即由非极性共价键构成的分子一定是非极性分子。如：H2、Cl2、O2 等分子；由极性共价键构成的分子一定是极性分子，如：HCl、HF等分子。,分子的极性与共价键极性关系2,对于多原子分子，分子的极性与键的极性不一定一致。分子是否有极性，不仅取决于组成分子的键的极性，而且也与分子的空间构型有关。,分子极性与共价键极性关系3,极性分子中一定含有极性键。完全由非极性键形成的分子一定是非极性分子。含有极性键的分子不一定是极性分子。是非极性分子不一定由非极性键组成。,分子极性和键极性关系示例,分子极性的量度偶极矩,偶极矩=Lq：偶极矩，是矢量，方向从正电荷重心指向负电荷重心。包括永久性偶极矩诱导偶极矩L：分子中正、负电荷重心的距离。q：分子中正或负电荷重心的电量。,永久性偶极矩,在自然状态下极性分子始终存在的偶极矩称之。,诱导偶极矩,在外电场作用下，非极性分子的正、负电荷重心发生相对位移而产生的偶极矩；或极性分子在外电场作用下永久性偶极矩增大的部分偶极矩称之。,分子的极化和原因,产生诱导偶极矩的现象称为分子的极化。外电场是分子极化的条件(外因)分子变形性是分子极化的关键(内因)变形性与电子层数关系。n 原子半径 外层电子受核引力 受外电场影响 发生位移 变形性发生极化。例：变形性：I2Br2Cl2F2,分子的极化的结果,1、分子变形；2、使非极性分子产生诱导偶极矩；3、使弱极性分子的偶极矩增大；4、甚至使极性较大的分子的极性共价键极化为离子键；5、分子与分子之间吸引力增大。,分子间作用力,分子间作用力是比化学键能要小得多的作用力。分为范德华力和氢键力。这种力对物质的物理性质有着重要的影响。作用结果：气体可以液化；液体有粘性；吸附现象等等。,范德华力,范德华力最早是由荷兰物理学家范德华（van der Waals）发现的，也称范德华力。它是只有化学键键能的1/10 1/100的弱的作用力，按作用力产生的原因和特性分为：取向力诱导力色散力,取向力,当两个极性分子接近时，由于同极相斥，异极相吸，分子将发生相对转动，力图相吸。由永久偶极的取向而产生的分子间吸引力称之。其本质是静电引力。取向力发生在极性分子与极性分子之间。,诱导力,当极性分子与非极性分子接近时，由于极性分子相当一个外电场，使非极性分子极化而产生诱导偶极。其本质是静电引力。由永久偶极与诱导偶极而产生的分子间吸引力称之。极性分子与极性分子之间也有诱导力。,色散力,当非极性分子与非极性分子接近时，由于非极性分子在某一瞬间其正负电贺重心不重合而产生瞬间偶极，它相当一个外电场，使非极性分子极化而产生诱导偶极。其本质是静电引力。由瞬间偶极与瞬间偶极而产生的分子间吸引力称之。极性分子与极性分子之间也有色散力。极性分子与非极性分子之间也有色散力。,范德华力特点,分子间力作用与物理性质,在分子之间将自由自在的分子束缚起来，从而使分子的物理性质发生变化。一般说来范德华力小的物质，其沸点和熔点都较低。例1：HCl、HBr、HI的范德华力依次增大，故其沸点和熔点依次递增。例2：在常温下，氯是气体，溴是液体，碘是固体。,氢键,也属于分子间的一种作用力。其作用力比范德华力要大，但比化学键要小。氢键特征：具有饱和性和方向性。一般：N、O、F，有较强的形成氢键的能力。,氢键的形成,当H原子与电负性很大、原子半径很小的X原子以共价键结合为分子时，由于键的极性很大，电子对偏向明显，H原子几乎变成裸露的质子，这时的H原子可以与另一个电负性也很大、原子半径很小、且具有孤对电子的Y原子结合形成氢键。X H:Y X H YX、Y的电负性、半径共价键偏向强度 氢键强度,氢键特征,具有饱和性和方向性。饱和性：一个H原子只能形成一条氢键。方向性：以H为中心，X原子与Y原子分别在两端，三个原子尽可能形成一直线(减少X与Y间斥力)X H Y,氢键类型,分子内氢键(分子内形成)分子间氢键(分子间形成),氢键对分子的空间结构影响,冰的结构：多个H2O形成框架结构双螺旋蛋白质的二级结构折叠抗原与抗体反应，结合后构型发生改变，若氢键断裂结构改变失去生物活性,氢键对熔沸点影响,分子间氢键可使熔沸点升高(破坏氢键需能量)沸点：H2OH2SHFHClNH3PH3优先考虑氢键，再考虑分子间作用力分子内氢键可使熔沸点降低(减弱了分子间影响),氢键对溶解度影响,若溶质形成分子内氢键，则较易溶于非极性溶剂，不易溶于极性溶剂。若溶质形成分子间氢键，则较易溶于极性溶剂，不易溶于非极性溶剂。若形成溶质溶剂间氢键，则溶解度显著增大。以后学到生化蛋白质的结构时，就可了解到氢键在维持蛋白质的结构中所起的重要作用。,例：氢键影响,邻羟基苯酚氢键,O H O H,对羟基苯酚氢键,O H O H O H,O H O H O H,氢键对蛋白质影响,以后学到生化蛋白质的结构时，就可了解到氢键在维持蛋白质的结构中所起的重要作用。,小结,