几种重要的氢键(6页).doc
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1、-几种重要的氢键氢键是一种弱键,键能在2-10kcal/mol范围,因为键能小,它在形成和分离时所需的活化能也很小,特别适合在常温下的反应. 氢键能使蛋白质分子限制在它的天然构型上。今天,正当生命科学对我们生存的社会发生越来越大的影响时,了解氢键在蛋白质、核酸等大分子中的作用有更重要的意义。 氢键是氢的正离子(异常小)把一个负离子吸引到一个平衡距离,同样,它还可以吸引第二个负离子,从而形成一个稳定的复合体,但是由于负离子的排斥作用,氢质子不可能再吸引第三个负离子,所以氢的配位数为2。一般说来,氢原子只与电负性最大的元素如F、O、N、Cl等形成氢键。而电负性越大,氢键强度也越大。实验发现,氟生成
2、的氢键很强,氧的较弱,氮、氯更弱。在所有的氢键中,氢原子总是比较靠近两个原子中的一个,例如冰的晶体中,质子离一个氧原子的距离为100pm,离另一个氧原子为176pm。形成氢键的物质的物理性质,如沸点、熔点会发生明显的变化-由此得出结论, HF、NH3、H2O晶体中的氢键在熔化时一部分被破坏,还有一部分(超过半数)还留在液体中,最后汽化时才破坏。只有HF中的氢键特别强,在蒸汽中仍有部分聚合体。 有些液态物质如NH3、H2O,观察到反常的高介电常数,可归结为氢键产生的连续聚合作用。 二.几种重要化合物的氢键 水是地球上数量最多的化合物之一,与人们的生活、动植物生长、工农业生产密切相关。由于水的结构
3、在不同温度、压力下都有变化,几个世纪前人们就开始研究水的结构,这种研究一直持续至今日。 气态单个水分子的结构已确定键长95.7pm,HOH为在冰、水或水合物晶体中,H2O分子均可看作按四面体方向分布的电荷体系。水分子的两个氢原子指向四面体的两个顶点,显正电性。而氧原子上的两个孤对电子指向四面体另外的两个顶点,显负电性。正电性一端常和另一水分子的负电性一端或其它负离子结合,形成,或型氢键;负电性的一端常和正离子或其它分子的正电性一端结合,形成,等型式的氢键。常压下,水冷至0以下即可形成六方晶系的冰-Ih,生活中常见的冰、雪、霜都属于这种结构。0C时,冰的六方晶系参数为:a=452.27pm,c=
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