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Why Water Forms Hydrogen Bonds

水为何形成氢键
水之能成氢键者,以其分子结构之特殊也。水分子由一氧原子与二氢原子组成,氧原子电负性极强,氢原子则相对较弱。如此,氧与氢成键时,电子云偏向氧原子,致氢原子显正电性,氧原子显负电性。

此极性结构为氢键形成之基础。当一水分子之氢原子,因其显正电,与相邻水分子中显负电之氧原子靠近时,二者间产生一种弱相互作用,此即氢键。氢键虽较共价键弱,然于水之诸多性质影响至巨。

因氢键之存在,水之沸点异于常理,较一般分子量相近之物质为高。若无水分子间氢键,水常温下或为气态。且氢键使水具高比热容,吸收或释放大量热时,温度变化较缓,于调节地球气候及生物体内温度平衡意义重大。

再者,氢键影响水之表面张力,令水表面似有一层弹性薄膜,可支持轻小物体,如昆虫能于水面行走。总之,水因独特分子结构形成氢键,此为水诸多特殊性质之根源,于生命现象及自然界诸多过程皆不可或缺。



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James Jiang

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