氢键
在基础有机化学中,曾经利用氢键解释醇和其它一些化台物的沸点及其在水中的溶解度等获得了很大成功。然而氢键的存在并不仅仅表现在这两方面,而且也不只局限在醇和酚等几类化合物中。事实上,氢键既存在于液体中,也存在于气体、晶体、溶液等各种状态中,且支配着化合物的各种性质。与一般共价键相比,氢键的键能比较小,键长比较长,是一中弱键,但对许多化合物各种性质的影响,有时非常显著。例如,羟基化台物(如乙醇)多数比其非羟基异构体(如甲醚)的沸点高很多(乙醇的沸点比甲醇约高101.5℃),原因是羟基化合物能形成氢键。
为了更好地了解氢键对众多有机化合物各种性质的影响,有必要回顾一下氢键的本质及有关问题。现简述如下。
1.氢键的生成
氢键的生成,主要是由偶极子与偶极之间的静电吸引作用。当氢原子与电负性甚强的原子(如A)结合时,因极化效应,其键间的电荷分布不均,氢原子变成近乎氢正离子状态。此时再与另一电负性甚强的原子(如B)相遇时,即发生静电吸引。因此结合可视为以H离子为桥梁而形成的,故称为氢键。如下式中虚线所示。
A─H---B
其中A、B是氧、氮或氟等电负性大且原子半径比较小的原子。
生成氢键时,给出氢原子的A—H基叫做氢给予基,与氢原子配位的电负性较大的原子B或基叫氢接受基,具有氢给予基的分子叫氢给予体。把氢键看作是由B给出电子向H配对,电子给予体B是氢接受体,电子接受体A─H是氢给予体。
氢键的形成,既可以是一个分子在其分子内形成,也可以是两个或多个分子在其分子间形成。例如:水扬醛和2—甲基—2—芳氧基丙酸分别在其分子内形成了氢键,而氟化氢和甲醇则是在其分子之间形成氢键
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