中药化学 氢键.ppt

* 成键原子 芳香环、碳碳叁键或双键在某些情况下都可作为电子供体，与强极性的X-H（如-O-H）形成氢键。 . * 对氢键的理解 　　 氢键存在虽然很普遍，对它的研究也在逐步深入，但是人们对氢键的定义至今仍有两种不同的理解。 　　 第一种把X－H…Y整个结构叫氢键，因此氢键的键长就是指X与Y之间的距离，例如F－H…F的键长为255pm。 　　 第二种把H…Y叫做氢键，这样H…F之间的距离163pm才算是氢键的键长。这种差别，我们在选用氢键键长数据时要加以注意。 　　 不过，对氢键键能的理解上是一致的，都是指把X－H…Y－H分解成为HX和HY所需的能量 . * 氢键的饱和性和方向性 　　 氢键不同于范德华引力，它具有饱和性和方向性。由于氢原子特别小而原子A和B比较大，所以A—H中的氢原子只能和一个B原子结合形成氢键。同时由于负离子之间的相互排斥，另一个电负性大的原子B′就难于再接近氢原子。这就是氢键的饱和性。 　　 氢键具有方向性则是由于电偶极矩A—H与原子B的相互作用，只有当A—H---B在同一条直线上时最强，同时原子B一般含有未共用电子对，在可能范围内氢键的方向和未共用电子对的对称轴一致，这样可使原子B中负电荷分布最多的部分最接近氢原子，这样形成的氢键最稳定 . * 2.不同种分子之间 　　 不仅同种分子之间可以存在氢键，某些不同种分子之间也可能形成氢键。例如 NH3与H2O之间。所以这就导致了氨气在水中的惊人溶解度：1体积水中可溶解700体积氨气 。 . * 3.分子内氢键 　　 某些分子内，例如邻硝基苯酚分子可以形成分子内氢键，还有一个苯环上连有两个羟基，一个羟基中的氢与另一个羟基中的氧形成氢键。分子内氢键由于受环状结构的限制，X－H…Y往往不能在同一直线上。分子内氢键使物质熔沸点降低。分子内氢键必须具备形成氢键的必要条件，还要具有特定的条件，如:形成平面环，环的大小以五或六原子环最稳定，形成的环中没有任何的扭曲。 . * 氢键对物质性质的影响 　　 氢键通常是物质在液态时形成的，但形成后有时也能继续存在于某些晶态甚至气态物质之中。例如在气态、液态和固态的HF中都有氢键存在。能够形成氢键的物质是很多的，如水、水合物、氨合物、无机酸和某些有机化合物。氢键的存在，影响到物质的某些性质 . * 熔点、沸点 　　 分子间有氢键的物质熔化或气化时，除了要克服纯粹的分子间力外，还必须提高温度，额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键，所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的熔点、沸点高。分子内生成氢键，熔、沸点常降低。例如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点（45℃）比有分子间氢键的间位熔点（96℃）和对位熔点（114℃）都低 . * 粘度 　　 分子间有氢键的液体，一般粘度较大。例如甘油、磷酸、浓硫酸等多羟基化合物，由于分子间可形成众多的氢键，这些物质通常为粘稠状液体 . * 密度 　　液体分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象，例如液态HF，在通常条件下，除了正常HF分子外，还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n。 其中n可以是2，3，4…。这种由若干个简单分子联成复杂分子而又不会改变原物质化学性质的现象，称为分子缔合。分子缔合的结果会影响液体的密度 . * 氢键对于化合物性质的影响 　　 分子间存在氢键时 大大地影响了分子间的结合力, 故物质的熔点、沸点将升高. CH3CH2-OH 存在分子间氢键，而分子量相同的 H3C-O-CH3 无氢键，故前者的 b.p. 高。 　　 HF、HCl、HBr、HI , 从范德华力考虑 半径依次增大, 色散力增加 b.p. 高, 故 b. P. 为 HI HBr HCl, 但由于 HF 分子间有氢键，故 HF 的b.p. 在这里最高 破坏了从左到右 b.p. 升高的规律. H2O, NH3 由于氢键的存在 在同族氢化物中 b.p. 亦是最高. 　　 H2O 和 HF 的分子间氢键很强, 以致于分子发生缔合 以(H2O)2、 (H2O)3、(HF)2、(HF)3 形式存在, 而 (H2O)2 排列最紧密 4℃时, (H2O)2 比例最大 故 4℃ 时水的密度最大. 可以形成分子内氢键时, 势必削弱分子间氢键的形成. 故有分子内氢键的化合物的沸点、熔点不是很高。 . * 氢键的存在 氢键广泛存在于许多重要物质， 如水、醇、酚、酸、羧酸、氨、胺、酰胺、氨基酸、蛋白质、碳水化合物、氢氧化合物、结晶水合物之中。 氢键主要存在于液态（如 H2O）和固态（如冰）物质中，但也可存在于气态物质中（如 NH3） 。氢键对物质的