O-H...O,O-H...N,N-H...N的强度依次减弱,CI的电负性与N相同,但半径比N大,只能形成很弱的氢键O一H......CI、Br、I不能形成氢键。4.氢键对物质性质的影响:氢键广泛存在,如水、醇、酚、酸、羧酸、氨、胺。氨基酸、蛋白质、碳水化合物等许多化合物都存在氢键。氢键对物质的影响也是多方面的。(1)对物质熔、沸点的影响。分子间形成氢键使物质的熔沸点升高。这是由于要使液体气化或使固体液化都需要能量去破坏分子间氢键的缘故凡是与熔、沸点有关的性质如熔化热、汽化热、蒸气压等的变化情况都与上面讨论的情况相似。分子内形成氢键,常使其熔、沸点低于同类化合物的熔、沸点。(2)对水和冰密度的影响。水除了熔、沸点显著高于同族外,还有另一个反常现象,就是它在4℃时密度最大。这是因为在4℃以上时,分子的热运动是主要的,使水的体积膨胀,密度减小;在4℃以下时,分子间的热运动降低,形成氢键的倾向增加,形成分子间氢键越多,分子间的空隙越大。当水结成冰时,全部水分子都以氢键连接,形成空旷的结构。在冰中每个H原子都参与形成氢键,结果使水分子按四面体分布,每个氧原子周围都有四个氢。这样的结构空旷3,密度也降低3。(3)对物质溶解度的影响。在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间形成氢键,则溶质的溶解度增大。如HF、NH3极易溶于水。如果溶质分子形成分子内氢键,在极性溶剂中溶解度减小,而在非极性溶剂中溶解度增大。(4)对蛋白质构型的影响。在多肽链中由于>C=O和>N-H可形成大量的氢键(N一H.....O),使蛋白质分子按螺旋方式卷曲成立体构型,称为蛋白质的二级结构。可见氢键对蛋白质维持一定空间构型起着重要作用。(5)对物质酸性的影响。分子内形成氢键,往往使酸性增强。如:苯甲酸Ka=6.2×10-12;若在邻位上代有羟基,得邻羟基苯甲酸的Ka=9.9x10-ll,如在羧基左右两边都代上羟基,得到的2,6一二羟基苯甲酸的Ka=5×10-9,这是由于羧基(一OH)上的氢与羧基(一COOH)上的氧形成了分子内氢键,从而促进了氢的解离。【课程目标1】【课程目标2】7.2离子晶体和离子键
O-H.O,O-H.N,N-H.N 的强度依次减弱,Cl 的电负性与 N 相 同,但半径比 N 大,只能形成很弱的氢键 O-H.Cl、Br、I 不能形成氢键。 4. 氢键对物质性质的影响: 氢键广泛存在,如水、醇、酚、酸、羧酸、氨、胺。氨基酸、蛋白质、碳水 化合物等许多化合物都存在氢键。氢键对物质的影响也是多方面的。 (1)对物质熔、沸点的影响。分子间形成氢键使物质的熔沸点升高。这是 由于要使液体气化或使固体液化都需要能量去破坏分子间氢键的缘故。 凡是与熔、沸点有关的性质如熔化热、汽化热、蒸气压等的变化情况都与上 面讨论的情况相似。 分子内形成氢键,常使其熔、沸点低于同类化合物的熔、沸点。 (2)对水和冰密度的影响。水除了熔、沸点显著高于同族外,还有另一个 反常现象,就是它在 4℃ 时密度最大。这是因为在 4 ℃以上时,分子的热运动 是主要的,使水的体积膨胀,密度减小;在 4℃ 以下时,分子间的热运动降低, 形成氢键的倾向增加,形成分子间氢键越多,分子间的空隙越大。当水结成冰时, 全部水分子都以氢键连接,形成空旷的结构。 在冰中每个 H 原子都参与形成氢键,结果使水分子按四面体分布,每个氧 原子周围都有四个氢。这样的结构空旷 3,密度也降低 3。 (3)对物质溶解度的影响。在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间 形成氢键,则溶质的溶解度增大。如 HF、NH3 极易溶于水。如果溶质分子形成 分子内氢键,在极性溶剂中溶解度减小,而在非极性溶剂中溶解度增大。 (4)对蛋白质构型的影响。在多肽链中由于>C=O 和>N-H 可形成大量的 氢键(N-H.O),使蛋白质分子按螺旋方式卷曲成立体构型,称为蛋白质 的二级结构。可见氢键对蛋白质维持一定空间构型起着重要作用。 (5)对物质酸性的影响。分子内形成氢键,往往使酸性增强。如:苯甲酸 Ka=6.2×10-12;若在邻位上代有羟基,得邻羟基苯甲酸的 Ka=9.9×10-11,如在羧 基左右两边都代上羟基,得到的 2,6-二羟基苯甲酸的 Ka=5×10-9,这是由于羧 基(-OH)上的氢与羧基(-COOH)上的氧形成了分子内氢键,从而促进了 氢的解离。【课程目标 1】【课程目标 2】 7.2 离子晶体和离子键
7.2.1.离子键的形成Na- +:CINat[:Cl:]图7-6NaCI的势能曲线7.2.2离子键的性质没有方向性和饱和性7.2.3离子键的强度晶格能(U):在标准状态下,将1mol离子型晶体拆散为1mol气态正离子和1mol气态负离子所需要的能量。单位:kJ-mol-!无法直接测得晶格能U可用玻恩一哈伯循环计算得到。以NaF为例来说明热化学循环。下式中S为钠的升华热,表示1mol固态物质转变为气态时所吸收的能量:D为氟(F2)的解离能,表示1mol气态的双原子分子解离为2mol气态原子时所吸收的能量;I是电离能;E是电子亲合能;U为晶格能;Q为生产热,即NaF(s)的生成恰。1F2(g)XNa(s)→ NaF(s)2I.D业Na(g)F(g)1IEUoNa(g)F(g)
7.2.1. 离子键的形成 7.2.2 离子键的性质 没有方向性和饱和性。 7.2.3 离子键的强度 晶格能(U):在标准状态下,将 1mol 离子型晶体拆散为 1mol 气态正离子和 1mol 气态负离子所需要的能量。 单位:kJ∙mol-1 无法直接测得 晶格能 U 可用玻恩-哈伯循环计算得到。以 NaF 为例来说明热化学循环。 下式中 S 为钠的升华热,表示 1mol 固态物质转变为气态时所吸收的能量:D 为 氟(F2)的解离能,表示 1mol 气态的双原子分子解离为 2mol 气态原子时所吸收 的能量;I 是电离能;E 是电子亲合能;U 为晶格能;Q 为生产热,即 NaF(s) 的生成焓