氢键如何形成的?

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兆铄泣谷雪
2022-08-31 · TA获得超过3843个赞
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氢键是关于分子间的微弱作用力的,在质子部分远离电子时容易形成。
氢原子的半径较小,一旦带部分正电荷,电荷密度很大,这就增加了其与富电子基团的相互作用。氢键的形成,应该理解为质子的给体、受体之间的相互作用,不应局限在某元素上,实际上,氢键的种类还是十分丰富的:
1、常规氢键
H原子与电负性较高的原子结合时形成的氢键,如F、O、N,Cl和C在一定条件下也可以参与形成氢键。2003年的北京赛区预赛题中有三氯甲烷与苯的派电子形成氢键,可以把CCl3看作高电负性基团,而苯的派电子为很好的质子受体。
2、X-H-派氢键
又叫做芳香氢键,是派电子体系作为质子受体,上面已经顺便说过。这种氢键在生命体重稳定多肽和蛋白质的结构有很重要的作用。
3、X-H-M氢键
具有充满电子的d轨道的过渡金属,如Pt等,能作为质子的受体,和X-H基团形成3c-4e氢键体系。如{(PtCl4)·cis-[PtCl2(NH2Me)2]}2-
中的N-H-Pt氢键指向平面四方形[PtCl4]的中心。
4、X-H-H-Y
当H的电负性介于X和Y之间时,就有可能产生这种氢键,如H3N-BH3。在这里,质子的受体实际上是H-。二氢键体系容易失去H2,可以看作是脱氢过程的中间体。
5、抓氢键
过渡金属与H-H分子形成的3c-4e桥键,结构类似于硼中的3c-4e键,这里就不画了。
其实氢键的种类远比我列举的丰富,在实际研究中,是否存在氢键是由实验测得的,而并不是理论分析。一般来讲,当由H相隔的两个原子间距离小于它们的范德华半径时,就可以认为而这中存在氢键,二原子间总是或多或少存在一些相互作用。故氢键的存在还是很普遍的。
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