什么是氢键

氢键是分子间作用力的一种，是一种永久偶极之间的作用力，氢键发生在已经以共价键与其它原子键结合的氢原子与另一个原子之间（X-H…Y），通常发生氢键作用的氢原子两边的原子（X、Y）都是电负性较强的原子。

氢键既可以是分子间氢键，也可以是分子内的。其键能最大约为200kJ/mol，一般为5-30kJ/mol，比一般的共价键、离子键和金属键键能要小，但强于静电引力。氢键对于生物高分子具有尤其重要的意义，它是蛋白质和核酸的二、三和四级结构得以稳定的部分原因。

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氢键的影响

1、氨在水中的非常大的溶解度与它和水分子间的氢键有关。

2、甘油、无水磷酸和硫酸具有较大的黏度。

3、邻硝基苯酚中存在分子内氢键，因此熔点较间硝基苯酚和对硝基苯酚低。

4、冰中水分子在冰晶体结构中空间占有率较低，因而冰密度较小，甚至小于水。

5、冰中每个水分子都按四面体方向参与形成4个O-H…O氢键。冰的熔化热为5.0kJ/mol，而冰中氢键键能为18.8kJ/mol，因此刚熔化的水中仍有大量的氢键。在4℃时，水氢键断裂（密度增大）和受热分子间距增大（密度减小）的趋势相等，因此4℃时水密度最大。这个温度对于水中生物至关重要，它保证了冬季时水中生物不至于因为水结冰而死亡。

6、分子内形成氢键常使酸性增强。如苯甲酸的Ka=96.2×10﹣¹²，而邻羟基苯甲酸的Ka=9.9×10-¹¹，2,6-二羟基苯甲酸可在分子内形成两个氢键，它的Ka=5×10﹣9。其原因是分子内氢键的形成，促进了氢的解离。

7、结晶水合物中存在由氢键构建的类冰骨架，其中可装入小分子或离子，参见甲烷气水包合物。

参考资料来源：百度百科-氢键

氢原子的半径较小，一旦带部分正电荷，电荷密度很大，这就增加了其与富电子基团的相互作用。氢键的形成，应该理解为质子的给体、受体之间的相互作用，不应局限在某元素上，实际上，氢键的种类还是十分丰富的：

1、常规氢键

H原子与电负性较高的原子结合时形成的氢键，如F、O、N，Cl和C在一定条件下也可以参与形成氢键。2003年的北京赛区预赛题中有三氯甲烷与苯的派电子形成氢键，可以把CCl3看作高电负性基团，而苯的派电子为很好的质子受体。

2、X－H－派氢键

又叫做芳香氢键，是派电子体系作为质子受体，上面已经顺便说过。这种氢键在生命体重稳定多肽和蛋白质的结构有很重要的作用。

3、X－H－M氢键

具有充满电子的d轨道的过渡金属，如Pt等，能作为质子的受体，和X－H基团形成3c－4e氢键体系。如{(PtCl4)·cis-[PtCl2(NH2Me)2]}2-

中的N－H－Pt氢键指向平面四方形[PtCl4]的中心。

4、X－H－H－Y

当H的电负性介于X和Y之间时，就有可能产生这种氢键，如H3N－BH3。在这里，质子的受体实际上是H－。二氢键体系容易失去H2，可以看作是脱氢过程的中间体。

5、抓氢键

过渡金属与H－H分子形成的3c－4e桥键，结构类似于硼中的3c－4e键，这里就不画了。

其实氢键的种类远比我列举的丰富，在实际研究中，是否存在氢键是由实验测得的，而并不是理论分析。一般来讲，当由H相隔的两个原子间距离小于它们的范德华半径时，就可以认为而这中存在氢键，二原子间总是或多或少存在一些相互作用。故氢键的存在还是很普遍的。