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( ) 第 29 卷 第 2 期 河北师范大学学报 自然科学版 Vol . 29 No . 2 2005 年 　3 月 Journal of Hebei Normal University (Natural Science Edition) Mar . 2005 有关氢键理论研究的现状及前景 王海燕 , 　曾艳丽 , 　孟令鹏 , 　郑世钧 (河北师范大学 计算量子化学研究所 ,河北 石家庄 　05009 1) 摘 要 :氢键是分子内或分子间的一种弱相互作用 ,对物质的性质有很大影响 ,在生物 、化学 、材料等领域 起着重要的作用 ,是 目前人们研究的热门领域之一. 对已研究的氢键体系 ,从其类型 、目前的研究现状及前景 进行了综述和评论. 关键词 :氢键 ; 氢键的类型 ; 弱相互作用 中图分类号 :O 64 1. 12 + 1 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 (2005) 020 17705 ( ) 对化学家来说 ,分子间的相互作用 也称弱相互作用 问题已不是一个新课题. 20 世纪初 ,人们就发 现 ,许多化学及物理化学现象与分子间的弱相互作用有关[ 1 ] ,其中氢键作用是人们最早研究的分子间 弱相互作用之一. 氢键的存在影响着很多物质的性质 ,如水的结构和独特性质 ,它还对生物分子的形状 、 性质和功能起着非常重要的作用. 正因如此 ,氢键在化学 、物理 、生物等领域都非常重要 ,一直是化学家 们感兴趣的热门领域之一 ,但系统的研究报道并不多见. 本文中 ,笔者对已研究的不同类型的氢键进行 了总结 ,对以后的深入研究具有重要意义. 1 　氢键的类型 1. 1 　正常的氢键 氢键通常是一种缺电子的 H 原子与富电子原子或原子团之间的一种弱相互作用 , 比化学键的键能 小得多 ,与范德华力较为接近. 通常情况下 ,氢键可以表示为“X —H …Y”,其中 X 和 Y 一般都是电负性 ( ) 较大的元素 ,且 Y 原子有 1 对或 1 对以上的孤对电子 ,X —H 称为质子供体 p roton donor , Y 称为质子 ( ) 受体 p roton acceptor . 1920 年 Hvggins 首先提出氢键的概念后 , L atiwerhe 和 Rodebush 用氢键理论解释水的反常沸点获 得了成功. 1935 年 X 射线晶体结构分析证明了氢键的存在. 1939 年 ,Pauling 编著了《化学键的本质》一 α β 书 ,使氢键的概念被广泛接受. 195 1 年蛋白质的 螺旋和 折叠结构的发现以及 1953 年 DNA 双螺旋 结构中碱基对堆积作用的确认 ,使人们进一步认识到了分子间弱相互作用在生物大分子体系和生命过 程中的作用 ,人们对氢键的兴趣也越来越浓厚. 美国《化学文摘》摘录的有关氢键研究的文献呈直线型增 加[ 1 ] ,从中可见一斑. [2 ] 在氢键的最初研究中 ,氢键供体和受体多局限于像 N ,O ,F ,Cl 等 这些原子半径小 、电负性大的原 子 ,相应的体系已经得到了深入和广泛的研究. 随着对氢键的不断研究 ,氢键的范围不断扩大. 近年来 , 研究的氢键体系有 :HF ( H O ,N