看这就是氢键文档(2).doc
《看这就是氢键文档(2).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《看这就是氢键文档(2).doc(6页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、看,这就是氢键! 2013.11.27 09:01 来源: 经济日报 作者: 记者 佘惠敏 字号:【 大 中 小 】氢键。裘晓辉、程志海团队拍到的世界上第一张氢键照片。他们拍到的是8-羟基喹啉分子之间的氢键。裘晓辉(右)、程志海(左)在实验室合影。本报记者佘惠敏摄图为由我国科学家改装并拍到世界第一张氢键照片的非接触式原子力显微镜。本报记者佘惠敏摄博士生陈鹏程在显微镜下制作探针。本报记者佘惠敏摄雪花为何总是六只角?DNA为什么能形成双螺旋结构?蛋白质分子何以相互作用?这些有趣问题的答案,都离不开对氢键的认识。科学家们1936年就通过理论分析提出了“氢键”的概念,但一直不能眼见为实。直到去年年底,
2、神秘氢键的倩影终于被我国科学家用照片记录下来。国家纳米科学中心研究员裘晓辉、副研究员程志海领导的纳米表征与测量研究团队,拍下了世界上第一张氢键照片。这一成果在今年11月初的科学杂志上以论文形式发表后,引起科学界的轰动:科学审稿人盛赞此工作“是一项开拓性的发现,真正令人惊叹的实验测量”,大量国际著名学术期刊和科学媒体纷纷以“第一张氢键照片”,“首次看见氢键”,“首次揭示神秘氢键”等为题,迅速报道了这一革命性成果。那么,什么是氢键?我们又是如何拍到它的照片?请看本报记者发回的报道。什么叫做氢键中国人喜欢十全十美,但原子和分子的世界中却遵循“8个才完美”的规律。原子由原子核和电子云组成,当电子在原子
3、核外排列时,会按能量高低分在不同轨道,最内圈轨道有2个电子,之后从第二圈起,每排满8个电子就晋位下一圈轨道。比如,我们厨房里常用的食盐是氯化钠(NaCl),氯原子和钠原子是如何结合成食盐的呢?元素周期表上排名11的钠原子含有11个质子的原子核和含11个电子的电子云,电子按2、8、1的数目排列在三个轨道上,最外圈只有1个电子;而排名17的氯原子有17个质子、17个电子,电子按2、8、7排列,最外圈有7个电子。以8为完美标准,钠原子最外圈多1个电子,氯原子最外圈缺1个电子。所以,当钠原子遇到氯原子,就有一个电子从钠原子处“跳槽”到氯原子那里,让双方都变得完美而稳定。由于每个质子带一个正电,每个电子
4、带一个负电,这种变化让钠原子变成了带正电的钠离子,氯原子变成了带负电的氯离子,“异性相吸”的钠离子和氯离子之间,就此形成了稳定的离子键。促使分子形成的力量,除了离子键,还有共价键,二者都属于化学键。氧气分子(O2)内部两个氧原子间,就是共价键在起作用。一个氧原子有8个电子,按2、6的数目排列在两个轨道上,当两个氧原子相遇时,都缺2个电子才能达到“外8”的完美。这时候,它俩不能像氯化钠那样“损有余以补不足”,就只好采取“共轨双赢”的策略来求取平衡每个氧原子各交出2个电子放到二者的轨道交集上,这样就有4个电子是双方共有,加上各自拥有的外圈剩下的4个电子,正好又达到了“8”。原子就是这样,通过离子键
5、或者共价键这样的化学键来组成分子。那么,如果遇到极端情况呢?比如,只有一个电子的氢原子,当它与其他原子结合,不得不把“独生”电子交出去时,它的原子核岂不是就要“裸奔”了么?我们日常生活中常见的水分子(H2O),就是由一个氧原子和两个氢原子组成,连接它们的是共价键。当1个电子的氢原子,碰到8个电子的氧原子时,每个氢原子都出1个电子,与氧原子外层的1个电子“共轨”,这样,只有最内层电子轨道的氢原子达到了内“2”的平衡,而最外层轨道有6个电子的氧原子,在跟两个氢原子各共用两个电子后,又达到了“外8”的平衡。水分子是性质特殊的极性分子,这是因为在水分子中,“共轨”的电子只能在氧原子和氢原子之间结合的那
6、一侧存在,形成电子云,氢原子对外的那一侧就因为没有电子,而把带正电的原子核裸露出来。如果把水分子看做一个大脑袋小人,这个小人的大脑袋氧原子就带着负电,而两只脚丫氢原子带着正电。这样,当不同的水分子相遇时,因为正负电荷的相互作用,这个水分子的脑袋会倾向于和那个水分子的脚丫子“异性相吸”,最后形成一大团水的聚合体。这种水分子间的作用力就叫“氢键”,是氢原子对外裸露而产生的分子间的弱相互作用。“氢键相当于两个人手拉手,可以拉也可以分,它在本质上和化学键不同。化学键连接的是你自己的手和脚,不能分开。”裘晓辉这样解释二者之间的区别。“氢键就是半裸的氢原子核作为桥,把分子拉到一起。所以有氢键的,分子中必须
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 就是 氢键 文档
限制150内