氢键

词条内容：氢键(hydrogenbond)，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。表示为X-H…Y

构成；X-H是强极性键，X带负电荷，H带正电荷；

氢键是由两个电负性都很高的元素(例如F、O、N等)通过H原子形成三中心四电子键；

H和Y上的孤对电子产生强烈的吸引作用而形成氢键。

键参数；氢键的键能一般在40kJ·mol以下，比一般共价键键能小得多；

氢键的键长指X和Y间的距离。

氢键的形成条件；氢键在X-H…Y中：H—与电负性大、半径小的元素(X)成强极性共价键的氢；

Y—有孤对电子、电负性大、半径小的元素(F、O、N)。

于是在H与Y间以静电引力结合，成第二键，称氢键，较弱。 如HF、H2O中氢键的形成： 氢键也可在分子内形成。

氢键的特征；氢键弱作用力，与分子间力相当，小于40kJ·mol-1 ；

有方向性（Y的孤对电子有方向），有饱和性（H+ 排斥可能 与Y电子云相吸引的其它H+）。

作用；某些物质的物理性质和化学性质在很大程度上受到氢键的影响，如物质的熔点、沸点、溶解度和酸碱性等；例如：冰中每个H2O水分子都按四面体方向参与形成4个O-H…O氢键，水的沸点和冰的熔点都要比同系物高得多。

最新研究成果；8-羟基喹啉分子在原子力显微镜下得显微图片

2013年11月，国家纳米科学中心的裘晓辉团队与中国人民大学季威副教授的团队合作，在超高真空和低温条件下观察到了吸附在铜晶体表面的8-羟基喹啉分子间氢键的高分辨率图像，直接对该氢键的键长及键角进行了测量。此外，研究者还观察到了去氢8-羟基喹啉分子与铜原子的配位键作用。这些成果对氢键理论的研究提供了极具价值的参考。

中科院国家纳米科学中心在国际上首次“拍到”氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步，也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法。