氢键为什么不会影响分子的稳定性啊?还有氢键怎么会影响水溶液的酸碱性啊

氢键为什么不会影响分子的稳定性啊?还有氢键怎么会影响水溶液的酸碱性啊,第1张

 
氢键
Hydrogen
Bond
电负性大的原子X(氟、氧、氮等)共价结合的氢,如与负电性大的原子Y(与X相同的也可以)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成X-H…Y形的键。这种键称为氢键。氢键的结合能是2—8千卡(Kcal)。因多数氢键的共同作用,所以非常稳定。在蛋白质的a-螺旋的情况下是N-H…O型的氢键,DNA的双螺旋情况下是N-H…O,N-H…N型的氢键,因为这样氢键很多,因此这些结构是稳定的,此外,水和其他溶媒是异质的,也由于在水分子间生成O-H…O型氢键。因此,这也就成为疏水结合形成的原因。
 氢键通常是物质在液态时形成的,但形成后有时也能继续存在于某些晶态甚至气态物质之中。例如在气态、液态和固态的HF中都有氢键存在。能够形成氢键的物质是很多的,如水、水合物、氨合物、无机酸和某些有机化合物。氢键的存在,影响到物质的某些性质。
1、
熔点、沸点
分子间有氢键的物质熔化或气化时,除了要克服纯粹的分子间力外,还必须提高温度,额外地供应一份能量来破坏分子间的氢键,所以这些物质的熔点、沸点比同系列氢化物的熔点、沸点高。分子内生成氢键,熔、沸点常降低。例如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点(45℃)比有分子间氢键的间位熔点(96℃)和对位熔点(114℃)都低。

氢键与沸点关系图
2、
溶解度
在极性溶剂中,如果溶质分子与溶剂分子之间可以形成氢键,则溶质的溶解度增大。HF和NH3在水中的溶解度比较大,就是这个缘故。
3、
粘度
分子间有氢键的液体,一般粘度较大。例如甘油、磷酸、浓
硫酸等多羟基化合物,由于分子间可形成众多的氢键,这些物质通常为粘稠状液体。
4、
密度
液体分子间若形成氢键,有可能发生缔合现象,例如液态HF,在通常条件下,除了正常简HF分子外,还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n。
nHF(HF)n
。其中n可以是2,3,4…。这种由若干个简单分子联成复杂分子而又不会改变原物质化学性质的现象,称为分子缔合。分子缔合的结果会影响液体的密度。
5、
氢键形成对物质性质的影响
分子间氢键使物质的熔点(mp)、沸点(bp)、溶解度(S)增加,分子内氢键对物质的影响则反之。

HF
为例,
F
的电负性相当大,
电子对偏向
F,

H
几乎成了质子,
这种
H
与其它分子中电负性相当大、r
小的原子相互接近时,
产生一种特殊的分子间力
——
氢键
表示为····
:
F-H····F-H
两个条件:
1与电负性大且
r
小的原子(F,
O,
N)相连的
H
;
2
在附近有电负性大,
r
小的原子(F,
O,
N)
2
氢键的特点
1°饱和性和方向性
由于
H
的体积小,
1

H
只能形成一个氢键由于
H
的两侧电负性极大的原子的负电排斥,
使两个原子在
H
两侧呈直线排列
除非其它外力有较大影响时,
才可能改变方向
2°氢键的强度
介于化学键和分子间作用力之间,
和电负性有关
--- F-H
····
F
O

H
····
O
N-H····N
E/kJ·mol-1 280
188 54
3
氢键对于化合物性质的影响
分子间存在氢键时,
大大地影响了分子间的结合力,
故物质的熔点、沸点将升高
CH3CH2-OH
存在分子间氢键,而分子量相同的
H3C-O-CH3
无氢键,故前者的
bp
高。
HF、HCl、HBr、HI
,
从范德华力考虑,
半径依次增大,
色散力增加,
bp
高,

b
P

HI
>
HBr
>
HCl,
但由于
HF
分子间有氢键,故
HF
的bp
在这里最高,
破坏了从左到右
bp
升高的规律
H2O,
NH3
由于氢键的存在,
在同族氢化物中
bp
亦是最高
H2O

HF
的分子间氢键很强,
以致于分子发生缔合,
以(H2O)2、
(H2O)3、(HF)2、(HF)3
形式存在,

(H2O)2
排列最紧密,
4℃时,
(H2O)2
比例最大,

4℃
时水的密度最大
可以形成分子内氢键时,
势必削弱分子间氢键的形成
故有分子内氢键的化合物的沸点、熔点不是很高。

随着社会的进步但是环境污染是越来越严重,改变PH值的方法很多,水的酸碱度与水的硬度有一定关系,降低水的硬度的同时PH值也会降下来因此,我们可以用调节软水的方法调酸水降低PH值用化学试剂也可以调水的酸碱度,但水的硬度和氮的含量不能太高,不然适得其反,鱼儿可能会中毒死去磷酸二氢钠可用来降低水的PH值,增大水的酸性;碳酸氢钠可用来增加水的PH值,增大水的碱性;方法是将它们先稀释为1%的溶液,把鱼缸的水泵打开把溶液慢慢的搅拌倒入缸里,不时的检测水中的酸碱度直到PH值达到理想值这个过程不能太快,要慢慢的加入,让鱼儿有足够的时间去适应要注意改变酸碱度范围不能太大,一般不要超过03,剧烈的变化对鱼不利如果是水质恶化引起的PH值变化,应立即换水而不要简单的调节
还有一种软化水的方法是在水中放碳泥土或离子交换树脂来软化水,等到硬度稳定了再除去
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在元素周期表中,同主族的元素的碱性随原子序数的增大而增大。

一、实质
主族氢氧化物I碱性强弱的和实质就是对应元素的金属性的强弱;
二一般规律
在元素周期表中,同一主族元素随原子序数的增大,金属性逐渐增大,非金属性逐渐减小;

同一周期元素,随原子序数的增大,金属性逐渐减小,非金属性逐渐增大。

水的离子积:在一定温度下,水中[H ]和[OH-]的乘积(Kw)是一个常数,这个常数叫做水的离子积水的离子积又叫水的自电离常数在常温下,[H +]和[OH-]的乘积等于1×10^-14由于水离解时要吸收大量的热,所以温度升高,水的离解度和Kw也相应地增大

                                                      不同温度时水的离子积

pH:溶液的pH值是氢离子浓度的负对数值因为温度升高,氢离子浓度相应升高,所以pH会降低

酸碱度:水再怎么电离,氢离子浓度和氢氧根离子浓度总是相等的,所以升高温度,水也是呈中性的


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