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水中的氢键-冰中的氢键

什么是氢键?

A 氢键 是一种有吸引力的分子间力,存在于极性相反的两个部分电荷之间。尽管氢键比大多数其他分子间力强,但氢键比两者都弱得多。离子键共价键.

顾名思义,“氢键”包含一个氢键。?原子。氢必须与强电负性杂原子相连,例如, 要么,称为氢键捐赠者。该负电性元素从氢核周围吸引电子云,并且通过使云分散而使原子带正电荷。由于氢相对于其他原子和分子的尺寸较小,因此所得电荷尽管只是部分,但仍表示较大的电荷密度。当这种强大的正电荷密度吸引另一个杂原子上的孤对电子时,就会形成氢键,从而成为氢键受体。有关氢键的更多信息,请参见:氢键?

水中的氢键

氢键之间存在最普遍,也许最简单的例子 分子。在离散的水分子中,水具有两个氢原子和一个氧原子。两个水分子可以在它们之间形成氢键。一个水分子的氧具有两个孤对电子,每个电子对都可以与另外两个水分子上的氢形成氢键。

水二聚体

水二聚体 由两个被氢键松散结合的水分子组成。它是最小的水簇。因为它是研究水中氢键的最简单模型系统,所以它已成为许多水动力学理论研究的目标。

两个水分子显示出氢键。有关更多详细信息,请参见:水二聚体.

 


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------>空间填充/ cpk --------> ----> 球棒

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水二聚体

尝试这个:

1)点击旋转

双击分子之一的氧

4)拖动鼠标,然后沿着氢键双击氢。

What is the distance of the hydrogen bond in a water dimer in Angstrom (remember 10A = 1nm)?

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Angstroms

H案2O

水可以以固体(冰),液体(水液体)或气体(水蒸气)的形式存在。每个H2O中水分子的基本分子式相同。但是,随着系统温度的变化,水分子之间的氢键急剧变化。

在冰中,晶格由规则的氢键阵列控制,这些氢键使水分子比液态水中的分子更远地隔开。这解释了水在冷冻时密度降低的原因。换句话说,氢键的存在使冰漂浮,因为该间距导致冰的密度小于液态水的密度。

如果结合强度更相等,人们可能会发现两个相互作用的水分子的原子被分成两个带相反电荷的多原子离子,特别是氢氧根和水合氢离子(氢氧根离子也称为“氢氧根”离子)。

H-O- H3O +

确实,在标准温度和压力条件下的纯水中,后一种配方仅很少使用。根据在这样的条件下水的离解常数的值,平均每107个分子中有一个将质子传递给另一个水分子。


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液态水中的氢键

水中的氢键距离是多少?

 


有关水中氢键的出色技术阅读,请参见:水中的氢键(1)

冰中的氢键

在冰Ih中,每种水形成四个氢键,与最近的氧邻居的O --- O距离为2.76埃。 O-O-O角为109度,典型为四面体协调晶格结构。冰的密度Ih为0.931克/立方厘米。相比之下,密度为1.00克/立方厘米。喝水


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贴吧签名档尺寸 冰中的氢键以绿色显示

O-O distance in ice = 2.76 A

HO hydrogen bond distance in ice is = 1.76 A

检查这些数字

1)停止旋转

2)双击一个原子

3)拖动鼠标,然后双击第二个原子


    发布日期:2021年04月18日
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