化学自习室移动版

液体气化时除了破坏分子间作用力外，还必须破坏分子间氢键，需要消耗更多的能量。计算表明，氢键的键能要占水分子之间的分子间作用力总量的5/6。H₂O和HF的熔点、沸点异常地高，就是由于这些分子间存在着氢键的缘故。

物质分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象。液态HF在通常条件下，除了单个HF分子外，还有通过氢键相连而成的缔合分子(HF)_n，n可以是2，3，4，……。H₂O分子之间也有缔合现象，形成(H₂O)_n。而水蒸气中水以单个的H₂O分子形式存在；红外及电子衍射等研究表明气态HF是单体HF和环状六聚体(HF)₆的平衡混合物，在一定的温度和压力下也可能存在链状二聚体(HF)₂。

由于这些因素的影响，虽然就单个氢键来说，键能F—H^…F大于O—H^…O，但就固态变成液态或液态变成气态所需消耗的能量来说，H₂O却大于HF；H₂O的熔点、沸点要比HF高：

(1)液态HF分子中，每摩尔HF分子只分享到一摩尔氢键；而在液态水中，每摩尔H₂O中有两摩尔氢键。等物质量的水形成氢键的总数比液态HF来得多。

(2)液态HF汽化不需要破坏所有的氢键，而只需破坏其中的一部分，而水汽化要破坏所有的氢键。有关数据表明，冰中氢键的作用能为18.8kJ•mol^－1，而冰的熔化热只有5.0 kJ•mol^－1。即使冰的熔化热全部用于破坏冰的氢键而无他用，在0℃时冰熔化成液态水，至多只能打破冰中全部氢键的约13%[等于5/(18.8×2)]。这就意味着，刚刚熔化的水中仍存在着许多由氢键作用而形成的小集团(H₂O)_n。随着温度升高，水中的氢键逐渐断裂。但在沸点时液态水中依然存在相当数量的氢键，这可由373K时水的蒸发热为40.63kJ•mol^－1得以证实。