分子间作用力和氢键

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分子间作用力和氢键之间的区别

分子间作用力 vs. 氢键

分子间作用力（Intermolecular force），亦稱分子間引力，指存在于分子与分子之间或高分子化合物分子内官能基之间的作用力，简称分子间力。它主要包括：. 氫鍵是分子間作用力的一種，是一种永久偶极之间的作用力，氢键发生在已经以共价键与其它原子键结合的氢原子与另一个原子之间（X-H…Y），通常发生氢键作用的氢原子两边的原子（X、Y）都是电负性较强的原子。氢键既可以是分子间氢键，也可以是分子内的。其键能最大约为200kJ/mol，一般为5-30kJ/mol，比一般的共价键、离子键和金属键键能要小，但强于静电引力。 氢键对于生物高分子具有尤其重要的意义，它是蛋白质和核酸的二、三和四级结构得以稳定的部分原因。.

双氢键

双氢键是氢键的一种，是金属氢化物与OH或NH基团或其它含质子基团的相互作用。Brown 和 Heseltine 首先发现这一现象。 他们发现在(CH3)2NHBH3的红外光谱的3300和3210cm−1处有强烈的吸收峰。能量较高的峰对应普通的N-H键振动，而能量较低的峰则是N-H键与B-H键结合的结果。如果将溶液稀释，3300 cm−1处的吸收峰会增强，而3210 cm−1处的吸收则明显减弱，证明了这是一个分子间的相互作用。 硼烷氨的晶体检测结果，再一次使大家的目光集中在了双氢键。在这个分子中，如同 Brown 和 Hazeltine 研究的那样，氮上的氢带有部分正电荷，表示为Hδ+，而硼上的氢则带有负电荷，表示为Hδ-。 换句话说，该胺是一个质子酸而硼烷端则带有一个负电荷，因此而形成的。B－H...

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分子

分子（molecule）是一种构成物质的粒子，呈电中性、由两個或多個原子組成，原子之間因共價鍵而鍵結。能够單獨存在、保持物质的化學性質；由分子組成的物質叫分子化合物。 一個分子是由多個原子在共價鍵中通过共用電子連接一起而形成。它可以由相同的化學元素构成，如氧氣分子 O2；也可以由不同的元素构成，如水分子 H2O。若原子之間由非共價鍵的化學鍵（如離子鍵）所結合，一般不會視為是單一分子。 在不同的領域中，分子的定義也會有一點差異：在热力学中，构成物质的分子（如水分子）、原子（如碳原子）、离子（如氯离子）等在热力学上的表现性质都是一样的，因此，都统称为分子；在氣體動力論中，分子是指任何构成气体的粒子，此定義下，單原子的惰性氣體也可視為是分子。而在量子物理、有機化學及生物化學中，多原子的離子（如硫酸根）也可以視為是一個分子。 分子可根据其构成原子的数量（原子數）分为单原子分子，双原子分子等。 在氣体中，氫分子（H2）、氮分子（N2）、氧分子（O2）、氟分子（F2）和氯分子（Cl2）的原子數是2；固体元素中，黃磷（P4）原子數是4，硫（S8）的是8。所以，氬（Ar）是單原子的分子，氧氣（O2）是雙原子的，臭氧（O3）則是三原子的。 許多常見的有機物質都是由分子所組成的，海洋和大氣中大部份也是分子。但地球上主要的固體物質，包括地函、地殼及地核中雖也是由化學鍵鍵結，但不是由分子所構成。在離子晶體（像鹽）及共價晶體有反覆出現的晶体结构，但也無法找到分子。固態金屬是用金屬鍵鍵結，也有其晶体结构，但也不是由分子組成。玻璃中的原子之間依化學鍵鍵結，但是既沒有分子的存在，其中也沒有類似晶體反覆出現的晶体结構。.

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共价键

共价键（Covalent Bond），是化学键的一种。两个或多个非金屬原子共同使用它们的外层电子(砷化鎵為例外)，在理想情况下达到电子饱和的状态，由此组成比较稳定和坚固的化学结构叫做共价键。与离子键不同的是进入共价键的原子向外不显示电荷，因为它们并没有获得或损失电子。共价键的强度比氢键要强，比离子键小。 同一種元素的原子或不同元素的原子都可以通過共​​價鍵結合，一般共價鍵結合的產物是分子，在少數情況下也可以形成晶體。 吉爾伯特·路易斯于1916年最先提出共价键。 在简单的原子轨道模型中进入共价键的原子互相提供单一的电子形成电子对，这些电子对围绕进入共价键的原子而属它们共有。 在量子力学中，最早的共价键形成的解释是由电子的复合而构成完整的轨道来解释的。第一个量子力学的共价键模型是1927年提出的，当时人们还只能计算最简单的共价键：氢气分子的共价键。今天的计算表明，当原子相互之间的距离非常近时，它们的电子轨道会互相之间相互作用而形成整个分子共用的电子轨道。.

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离子键

离子键又被称为盐键，是化学键的一种，通过两个或多个原子或化学基团失去或获得电子而成为离子后形成。带相反电荷的原子或基团之间存在静电吸引力，两个带相反电荷的原子或基团靠近时，周围水分子被释放为自由水中，带负电和带正电的原子或基团之间产生的静电吸引力以形成离子键。 此类化学键往往在金属与非金属间形成。失去电子的往往是金属元素的原子，而获得电子的往往是非金属元素的原子。带有相反电荷的离子因电磁力而相互吸引，从而形成化学键。离子键较氢键强，其强度与共价键接近。 仅当总体的能级下降的时候，反应才会发生（由化学键联接的原子较自由原子有着较低的能级）。下降越多，形成的键越强。 现实中，原子间并不形成“纯”离子键。所有的键都或多或少带有共价键的成分。成键原子之间电平均程度越高，离子键成分越低。.

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金属键

金屬鍵是化學鍵中的一种，主要在金属中存在，一些原子簇化合物中也存在金属键。由離域電子及排列成晶格状的金屬離子之间的静电吸引力组合而成。由于电子的自由运动，金屬鍵没有固定的方向，因而是非极性鍵。 金屬鍵決定了金屬許多物理特性，如強度、可塑性、延展性、傳導熱量、导电性、和光澤。例如一般金属的熔点、沸点随金屬鍵的强度而升高。离子半径越小，金属键越强。 金屬之間的鍵結除了金屬鍵以外，也有其他的鍵結方式，甚至是純物質也不例外。例如元素態的鎵在固態及液態下有共價的原子對鍵結，這些原子對形成晶格，和其他的金屬仍以金屬鍵鍵結。另一個金屬-金屬共價鍵的例子是。.

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