化学自习室移动版

1.为什么HF分子间氢键比H₂O分子间氢键强，而HF的沸点却比H₂O的低？

由于氟原子半径比氧原子小，电负性大于氧，所以HF分子间的F－H…F氢键比H₂O分子间的O—H…O氢键要强得多，前者键能为28kJ/mol，后者18.8kJ/mol。即使在气态时，HF分子间的氢键尚未完全破坏，还有许多是以缔合分子(HF)₂存在；而水分子在水蒸气中氢键已不能起很大作用，即大部分以单个分子存在，仅有约3.5%的双分子水(H₂O)₂存在。但是，水的沸点却比氟化氢的高。这是因为一个水分子可以形成两个氢键，而每个氟化氢分子只能形成一个氢键，因而要使氢键完全断裂成为气体分子所需要的总能量就比使HF分子间氢键断裂所需的要多，再加上液态氟化氢气化时氢键还有不完全断裂的因素，所以水气化时所需要能量要多，因而温度要高。

2.氨分子与水分子形成的氢键可表示为

究竟哪一种正确？

从理论上分析：若形成的氢键越强，则体系能量越低，物质越稳定。由于氧原子半径比氮原子小，氧元素电负性比氮元素大，所以H－O键中，共用电子对偏向于氧原子的程度与N－H键中共同电子对偏向氮原子的程度比较，H－O键程度大，所以H－O键中的氢原子更接近于“裸露的质子”。对于孤电子对的电子云，有更强的吸引力，所以NH₃分子中N原子的一对孤电子对比H₂O分子中O原子的孤电子对更易允许几乎裸露的质子“钻入”电子云。所以，N…H－O氢键比N－H…O氢键更为牢固，因而(Ⅱ)正确。

从实验事实上分析：水溶液中在水分子的作用下，使极性共价键转化为离子键，氢原子完全转化为氢离子，从而使形成氢键的孤对电子完全进入H^＋离子的空轨道，成为配位键。这样，根据两种结构式就会发生如下两种可能的转化：

实验事实证明，氨水是呈碱性的，即按(Ⅰ)转化。

从理论和实验事实两方面分析都得出一个共同结论，即氨分子与水分子间形成的氢键，表示为：