3.4.2 氢键的形成-2020～2021学年高二化学下学期教学同步辅导（苏教版 物质结构与性质）

3.4.2 氢键的形成 【学习目标】 1.理解氢键的本质，能分析氢键的强弱。 2.了解氢键对物质物理性质的影响。 【核心知识点】 1.氢键的本质。 2.氢键对物质物理性质的影响。 【基础知识梳理】 一、氢键 1.氢键的形成过程 H原子与________________、______________的原子X以共价键结合时，H原子能够跟另一个______________、____________的原子Y的孤电子对接近并产生相互作用，即形成氢键，通常用____________表示。 2．氢键的形成条件 （1）氢原子位于X原子和Y原子之间。 （2）X、Y原子所属元素具有很大的________和很小的________。X、Y一般是________等原子。 3．氢键的特点 氢键比化学键_______，比范德华力________。可以存在于分子之间，也可以存在于分子内部。 二、氢键对物质性质的影响 （1）当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将__________。 （2）当形成分子内氢键时，物质的熔、沸点将__________。 （3）含有分子间氢键的物质有__________的熔点和沸点，有较大的____________。 【核心知识巩固】 一、氢键的形成 1.水分子间氢键的形成 水分子中H—O键是极性键，氢原子与氧原子的共用电子对强烈地偏向氧原子，使氢原子几乎成为“裸露”的质子。这样，一个水分子中相对显正电性的氢原子，就能与另一个水分子中显负电性的氧原子的孤电子对接近并产生相互作用，这种作用就是氢键。 2.氢键的形成条件 （1）要有与一个电负性很大的元素X形成强极性键的氢原子，如H2O分子中的氢原子。 （2）要有一个电负性很大，含有孤电子对和带有部分负电荷的原子Y，如H2O分子中的氧原子。 （3）X、Y的半径要小，这样空间位阻就小。 3.氢键的表示方法 氢键不是化学键，是一种特殊的分子间作用力。通常用X—H…Y表示。其中X和Y代表电负性大而原子半径小的非金属原子，如F、O、N等。 如水分子间的氢键表示为：O—H…O 如果是混合物，可能存在多种氢键，如氨水中，存在的氢键可能有以下4种情况： 氢键分别表示为O—H…O、N—H…N、O—H…N、N-H…O。 4.氢键的分类 氢键既可存在于分子间又可存在于分子内，前者为分子间氢键，后者为分子内氢键。如： H2O分子间的氢键 邻羟基苯甲醛分子内的氢键 5.氢键的存在 （1）H原子必须与N、O或F原子以共价键结合。如： ①含羟基（-OH）的化合物：水分子、含氧酸（如H2SO4、CH3COOH）、醇类（如C2H5OH）等。 ②含氨基（-NH2）的化合物：NH3、R-NH2等。 ③HF。 （2）含有N、O、F（有孤电子对存在、与电负性较小的原子相连）的化合物。 ①（1）中所列举的几类物质。 ②含碳氧双键的化合物：如醛（-CHO）、羧酸（-COOH）等。 ③含硝基（-NO2）的化合物。 二、氢键对物质性质的影响 1.对物质熔、沸点的影响 （1）某些氢化物分子存在氢键，如H2O、NH3、HF等，会比同族氢化物沸点反常高，如H2O>H2Te>H2Se>H2S。 （2）分子内氢键和分子间氢键对物质性质产生的影响是不同的。如： 邻羟基苯甲醛分子内的氢键 对羟基苯甲醛分子间的氢键 对羟基苯甲醛的熔点、沸点分别比邻羟基苯甲醛的熔点、沸点高。 2.对物质密度的影响 氢键的存在，会使物质的密度出现反常，如液态水变为冰，密度会变小。 3.对物质溶解度的影响 溶剂和溶质之间存在氢键，溶解性好，溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小。如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水混溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键。 4.氢键对物质结构的影响 氢键的存在使一些物质具有一些特殊结构，如冰晶体的孔穴结构、DNA的双螺旋结构等。 三、范德华力、氢键与共价键的比较 范德华力 氢　键 共价键 概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力 由已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用 分类 分子内氢键、分子间氢键 极性共价键、非极性共价键 特征 无方向性、无饱和性 有方向性、有饱和性 有方向性、有饱和性 强度比较 共价键>氢键>范德华力 【课堂检测】 1.氦晶体的升华能是0.105 kJ·mol-1，而冰的升华能则为46.9 kJ·mol-1。能解释这一事实的叙述是（ ） ①氦原子间仅存在范德华力 ②冰中有氢键 ③氦原子之间的化学键很弱 ④水分子之间的共价键强 A.①② B.②③