Are Hydrogen Bonds The Strongest
论氢键之强度
世之论化学键者,多有疑于氢键之强度。或问:氢键其为最强之键乎?
欲明此理,当察诸般化学键之性。化学键者,原子间相系之力也。常见者有离子键、共价键、金属键,其皆以原子间电子之转移、共用或离域而维系。
离子键者,阴阳离子以静电相吸成键,其力颇巨,如氯化钠之属,离子晶格坚固,熔点颇高,此离子键之力使然。共价键则原子间共用电子对,以达稳定结构,如氢气分子,氢原子各出一电子共用于其间,其键能亦可观,使分子具一定稳定性。金属键乃金属原子之价电子离域,形成电子气,将金属离子胶合,致金属有良好导电性、导热性与延展性。
至于氢键,其形成异于上述诸键。氢键乃氢原子与电负性大、半径小之原子(如氟、氧、氮)共价结合后,又与另一电负性大之原子间所生之弱相互作用。虽名之曰“键”,然其力较离子键、共价键、金属键为弱。
以水为例,水分子间存氢键。水之沸点较硫化氢为高,盖因氢键使水分子间作用力增强。然水受热化为蒸汽,氢键易断,此显氢键之力不敌共价键。若共价键于水受热时断,则水不复为水,而化为氢氧单质,此所需能量远大于破氢键之能。
综上,氢键非最强之键。虽于某些体系中,氢键对物质性质影响显著,然论及键之强度,实不及离子键、共价键、金属键等。诸化学键各有其性,于物质结构与性质中各司其职,共构物质世界之纷繁多彩。
世之论化学键者,多有疑于氢键之强度。或问:氢键其为最强之键乎?
欲明此理,当察诸般化学键之性。化学键者,原子间相系之力也。常见者有离子键、共价键、金属键,其皆以原子间电子之转移、共用或离域而维系。
离子键者,阴阳离子以静电相吸成键,其力颇巨,如氯化钠之属,离子晶格坚固,熔点颇高,此离子键之力使然。共价键则原子间共用电子对,以达稳定结构,如氢气分子,氢原子各出一电子共用于其间,其键能亦可观,使分子具一定稳定性。金属键乃金属原子之价电子离域,形成电子气,将金属离子胶合,致金属有良好导电性、导热性与延展性。
至于氢键,其形成异于上述诸键。氢键乃氢原子与电负性大、半径小之原子(如氟、氧、氮)共价结合后,又与另一电负性大之原子间所生之弱相互作用。虽名之曰“键”,然其力较离子键、共价键、金属键为弱。
以水为例,水分子间存氢键。水之沸点较硫化氢为高,盖因氢键使水分子间作用力增强。然水受热化为蒸汽,氢键易断,此显氢键之力不敌共价键。若共价键于水受热时断,则水不复为水,而化为氢氧单质,此所需能量远大于破氢键之能。
综上,氢键非最强之键。虽于某些体系中,氢键对物质性质影响显著,然论及键之强度,实不及离子键、共价键、金属键等。诸化学键各有其性,于物质结构与性质中各司其职,共构物质世界之纷繁多彩。
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