氢键和结晶水合物

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氢键和结晶水合物之间的区别

氢键 vs. 结晶水合物

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。. 结晶水合物（Crystalline Hydrate）是指含有结晶水的物质。其中的水分子属于组成结晶水合物化学性质固定的一部分。 許多物質從水溶液裡析出晶體時，晶體裡常含有一定數目的水分子，這樣的水分子叫做結晶水。含有結晶水的物質叫做結晶水合物。 結晶水合物裡的水分子屬於結晶水合物化學固定組成的一部分。 水合物含一定量水分子的固體化合物。水合物中的水是以確定的量存在的，例如天水硫酸銅CuSO4的水合物的組成為CuSO4·5H2O。水合物中的水有幾種不同的結合方式:一種是作為配體，配位在金屬離子上，稱為配位結晶水；另一種則結合在陰離子上，稱為陰離子結晶水。例如CuSO4·5H2O加熱到113℃時，只失去四分子水。只有加熱到258℃以上，才能脫去最後一分子水。由此可見，4個水分子是作為配體配位在銅離子上的，即2+；另一個水分子則結合在硫酸根上。一般認為，一個水分子通過氫鍵與中的氧原子相連接的。CuSO4·5H2O按水分子的結合方式，其結構式可寫成4。許多其他水合硫酸鹽晶體如FeSO4·7H2O、NiSO4·7H2O、ZnSO4·7H2O等，均有相同的結合方式。 在過渡金屬的水合物中，相同組成的水合物往往由於其中的水分子的結合方式不同而使其性質發生變化。例如無水三氯化鉻呈紅紫色；其水合物為暗綠色晶體，實驗式為CrCl3·6H2O。經實驗證明，6個水分子中只有4個水分子和2個氯離子作為配體與鉻離子結合在內界〔Cr(H2O)4Cl2+，不論在晶態或在水溶液中均穩定存在，因此，這種水合物的結構式可寫成Cl·2H2O。如將暗綠色晶體的溶液冷卻至0℃以下並通入氯化氫氣體，則析出紫色晶體，其結構式為Cl3。將紫色晶體的溶液用乙醚處理並通以氯化氫氣體，就析出一種淡綠色晶體，其結構式為〔Cr(H2O)5ClCl2·H2O。 水也可以不直接與陽離子或陰離子結合而依一定比例存在於晶體內，在晶格中佔據一定的部位。這種結合形式的水稱為晶格水，一般含有12個水分子。有些晶形化合物也含水，但無一定比例。例如沸石和其他矽酸鹽礦物。一些難溶的金屬氫氧化物實際上也是水合物。.

离子

離子是指原子或原子基团失去或得到一个或几个电子而形成的带电荷的粒子。得失电子的过程称为电离，电离过程的能量变化可以用电离能来衡量。 在化学反应中，通常是金属元素原子失去最外层电子，非金属原子得到电子，从而使参加反应的原子或原子团带上电荷。带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。通过阴、阳离子由于静电作用结合而形成不带电性的化合物，叫做离子化合物。 与分子、原子一样，离子也是构成物质的基本粒子。如氯化钠就是由氯离子和钠离子构成的。.

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