分子内氢键形成的条件:分子内氢键的受体结构往往与X-H … Y不在一条直线上,分子中的氢键降低了物质的熔点。
分子内氢键必须具备氢键形成的必要条件,以及一定的条件,如形成平面环,其大小在五或六原子环中最稳定,形成的环不扭曲。
氢键形成的原因是氢原子和带负电荷的原子之间电子的不均匀共享。化学键中的氢仍然只有一个电子,而稳定的电子对需要两个电子。结果是氢原子带弱正电荷,所以它仍然被带负电荷的原子吸引。所以非极性共价键中没有氢键。
氢通过共价键与电负性大的原子X结合。如果你靠近电负性大,半径小的原子Y,X和Y之间就会以氢为媒介形成氢键。
x和y可以是同一个分子,比如水分子之间的氢键;它也可以是不同种类分子之间的氢键,如一水合氨(NH3·H2O)。
氨分子可以和水分子形成氢键,所以氨易溶于水,氨分子之间也可以形成氢键,使得氨的熔点比较高,所以氨容易液化。
在蛋白质的A螺旋的情况下,它是N-H…O型氢键,在DNA的双螺旋的情况下,它是N-H…O,N-H…N型氢键。因为这些结构是稳定的,所以有很多这样的氢键。另外,水和其他溶剂是非均相的,水分子之间形成O-H-… O型氢键。所以这就是疏水键形成的原因。
氢键是可以断裂的,但是氢键的键能很大,这也是为什么含有氢键的物质是稳定的,所以断裂氢键需要很大的能量。
在蛋白质的A螺旋的情况下,它是N-H…O型氢键,在DNA的双螺旋的情况下,它是N-H…O,N-H…N型氢键。因为这些结构是稳定的,所以有很多这样的氢键。另外,水和其他溶剂是非均相的,水分子之间形成O-H-… O型氢键。
1.有氢原子与电负性很大的原子A形成强的极性键。
2.半径小、电负性大、孤对、带部分负电荷的原子B (F,o,N)3的氢键通式。如果把通式写成x-h … y,其中X和Y代表电负性大、原子半径小的非金属原子,如F、O、N等。4.对氢键的理解。氢键的饱和性和方向性。与范德华力不同,氢键是饱和的,有方向性的。在典型的氢键中,X和Y是具有强电负性的F、N和O原子。而C、S、Cl、P甚至Br、I原子在某些情况下也能形成氢键,但键能通常较低。当碳与几个电负性强的原子相连时,也可能发生氢键。比如氯仿CHCl3中,碳原子直接连在三个氯原子上,氯原子周围的电子云密度高,所以碳原子周围有一些正电荷,所以碳参与氢键的形成,起质子供体的作用。此外,芳环上的碳也具有很强的吸电子能力,从而形成Ar-H … :O型的弱氢键(其中Ar代表芳环)。在某些情况下,芳香环、碳碳三键或双键可以作为电子给体,与强极性的X-H(如-O-H)形成氢键。
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