Why Hydrogen Bonds Stronger Than Dipole Dipole
氢键强于偶极 - 偶极相互作用之探析
尝闻世之论分子间作用力者,于氢键与偶极 - 偶极相互作用之强弱,多有探讨。夫氢键之强于偶极 - 偶极相互作用,必有其因,试析如下。
首论氢键。氢原子者,其电子云易偏向与之相连之电负性大之原子,如氟、氧、氮等。当氢与电负性大原子成键后,氢几近裸质子状态,带部分正电荷,此裸露之氢遂对相邻分子中电负性大原子之孤对电子有强烈吸引。此吸引之力,谓之氢键。
次观偶极 - 偶极相互作用。分子中,若正负电荷中心不重合,则成偶极。相邻偶极分子间,正电端与负电端相互吸引,此为偶极 - 偶极相互作用。然此作用仅基于分子整体之电荷分布不均,其相互吸引之力,较氢键为弱。
究其强弱差异之源,一则氢键中氢之近乎裸质子态,使其所带部分正电荷集中且裸露,对电负性大原子孤对电子吸引力强;而偶极 - 偶极相互作用中,电荷分布相对分散,吸引力弱。二则氢键形成时,特定之原子(氟、氧、氮等)与氢之相互作用具有一定方向性与饱和性,此特性使氢键作用更为稳固;偶极 - 偶极相互作用方向性与饱和性不如此明显,故而较弱。
综上,氢键以其独特之电荷分布及相互作用特性,强于偶极 - 偶极相互作用。明乎此理,则于分子间作用力之认识,又进一层矣。
尝闻世之论分子间作用力者,于氢键与偶极 - 偶极相互作用之强弱,多有探讨。夫氢键之强于偶极 - 偶极相互作用,必有其因,试析如下。
首论氢键。氢原子者,其电子云易偏向与之相连之电负性大之原子,如氟、氧、氮等。当氢与电负性大原子成键后,氢几近裸质子状态,带部分正电荷,此裸露之氢遂对相邻分子中电负性大原子之孤对电子有强烈吸引。此吸引之力,谓之氢键。
次观偶极 - 偶极相互作用。分子中,若正负电荷中心不重合,则成偶极。相邻偶极分子间,正电端与负电端相互吸引,此为偶极 - 偶极相互作用。然此作用仅基于分子整体之电荷分布不均,其相互吸引之力,较氢键为弱。
究其强弱差异之源,一则氢键中氢之近乎裸质子态,使其所带部分正电荷集中且裸露,对电负性大原子孤对电子吸引力强;而偶极 - 偶极相互作用中,电荷分布相对分散,吸引力弱。二则氢键形成时,特定之原子(氟、氧、氮等)与氢之相互作用具有一定方向性与饱和性,此特性使氢键作用更为稳固;偶极 - 偶极相互作用方向性与饱和性不如此明显,故而较弱。
综上,氢键以其独特之电荷分布及相互作用特性,强于偶极 - 偶极相互作用。明乎此理,则于分子间作用力之认识,又进一层矣。
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