氢键hydrogen bond

与一个电负性较大的原子共价结合后的氢原子，与另一个电负性较大的原子之间形成的非共价键。本质是静电引力。电负性较大的原子通常是氧或氮原子。这种作用力既可在化合物的分子间形成，也可在分子内形成。水、醇等分子的缔合现象，蛋白质、核酸等生物大分子一定的空间结构的维持，均与氢键的形成有关。氢键的存在会影响化合物的一些性质，如使其沸点和熔点显著增高，但氢键键能比共价键、离子键的要小，约25 kJ/mol左右，因而容易遭到破坏。

氢键qingjian

是电负性原子和与另一个电负性原子共价结合的氢原子间形成的键，与电负性强的原子连接的氢原子趋向带部分正电。在这种形式的键中，氢原子在两个电负性原子间不等分配。与氢原子共价结合的原子为氢供体，另一个电负性原子为氢受体。在生物系统中，氢键是很普遍的，参与氢键的电负性原子是氧和氮。水分子就是通过氢键彼此缔合的。某些生物大分子（如蛋白质和核酸），也含大量氢键。氢键比共价键弱。据估计，液态水中氢键的键能仅约每摩尔45千卡，与水分子中共价H—O键比较，后者的键能为每摩尔110千卡，要少得多（键能是断裂一个键所需的能量）。

图517 生物中某些重要的氢键
1.DNA双链中两个互补碱基间；2.醇羟基和水间
3.酮的羰基和水间；4.两条多肽链间

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氢键qingjian

化合物分子通过它的氢原子与同一分子或另一分子中电负性较大原子间所产生的吸引作用，称为氢键。
一般认为氢键X—H…Y中，X—H基本是共价键，而H…Y则是一种强力的有方向性的范德华力。因为X—H偶极矩很大，H的半径很小 (其原子半径为25pm)，且又无内层电子，在电子云严重偏向X的情况下，氢原子核接近“裸露”，使带有部分负电荷的Y原子充分接近它，产生相当强烈的吸引作用而形成氢键。这种吸引作用的能量一般在40kJ·mol^-1以下，比化学键键能要小得多，而和范德华力数量级相同，它是一种偶极—偶极或偶极—离子的静电相互作用，通常把氢键归入范德华力。
关于氢键本质，现代研究认为，氢键中有部分配价键的性质，到底是静电为主，还是静电、配位二者都与体系有关，可由氢键键能中哪部分贡献大来决定。用量子化学计算可将各部分能量 (如静电能、极化能、电子迁移能、交换排斥能、偶合能等) 分别计算出来，并可将各能量分量进行对比 （见下表）。

氨和氟化氢氢键体系键能kJ·mol^-1

质子 受体 H3N	给体 HF	静电能 ES	极化能 PL	电子迁 移 能 CT	交换排 斥 能 Ex	偶合能 M1X	总键能
		-107.11	-8.37	-17.15	66.94	-2.93	-68.62

由表可见，氨和氟化氢氢键体系，属于以静电吸引(E_S)为主的E_s型氢键。
氢键具有饱和性和方向性。氢键饱和性表现在X—H只能和一个Y原子相结合，因为氢原子非常小，而X和Y都相当大，如果另有一个Y原子来接近它们，受到X和Y的推斥力远大于H的吸引力，所以X—H一般不能和两个Y原子结合。氢键的方向性来源于X—H偶极矩与Y相互作用，只有当X—H…Y处于一直线上时最强，而X和Y斥力最小。
氢键的强弱与X和Y的电负性以及Y的半径有关。X,Y的电负性越大，则氢键越强。Y原子半径越小，则越易接近X—H，因此氢键也越强。F的电负性最大，而半径很小，所以F—H…F是最强氢键，O—H…O次之，O—H…N又次之，N—H…N更次之。现代研究表明，CO,HCN和HCl也可形成氢键，O—C…H C H—C—N…H—Cl。甚至乙炔与HCl也可形成氢键。
氢键的键长是指XH…Y中，X和Y两核间的距离。氢键键能是指破坏X—H…Y中，H…Y的结合所需的能量。如F—H…F键长为270pm，键能为28.03kJ·mo^-1，各种不同化合物中O—H…O的健长为240～276pm，键能为18.8～34.3kJ·mol^-1。
氢键有分子间氢键和分子内氢键之分，如HF,H₂O,NH₃等分子之间都可形成分子间氢键。邻位硝基苯酚中羟基 (—OH) 与硝基 (—NO₂) 上的氧原子形成分子内氢键。硝酸分子内也存在氢键。
氢键的存在，可使物质熔、沸点升高，对物质溶解度、粘度、硬度等也有影响。在极性溶剂中，溶质和溶剂分子间形成氢键，可加大溶质溶解度，如酒精能与水完全互溶。液体分子间若有氢键，则粘滞性增大，如甘油粘度大、蜂蜜粘稠等。分子晶体中若有氢键，则硬度增大，如冰的硬度较一般分子晶体的大。生物体内存在着各种氢键缔合，蛋白质、核酸等的性质和结构在很多地方受氢键支配。组成植物和树木的纤维素形成氢键的程度比较大，从而使它们的纤维比动物纤维坚硬。木材中氢键是顺着纹理而不是按横切纹理取向的，这意味着一块木头如果是顺着纹理切割的要比横断纹理切割的坚固。例如，做棒球棒的木材是顺着树木纹理切割的，从不采用横断纹理的方法来制造。可见氢键的存在对物质的各种物理化学性质都会产生很大影响。

氢键

由含氢化合物分子中的氢原子所引起的一种特殊作用力。化合物中与电负性极强的原子结合的氢原子，与同一分子或另一分子中含有未共用电子对的电负性相当大且原子半径较小的原子联系，就可形成氢键。又分分子间和分子内氢键。对化合物的性质有显著的影响。

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氢键

见“化学”中的“氢键”。

氢键

hydrogen bond

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氢键

hydrogen bond