A. 有机化学,分子间氢键和分子内氢键,麻烦举下例子谢谢
分子间氢键,比如乙醇、甲醇、乙酸都形成分子间氢键,它们的混合溶液彼此之间也能生成分子间氢键。分子间氢键的形成会使熔沸点增加,比如乙醇沸点高于甲醚。
分子内氢键,比如硝酸分子,比如邻硝基苯酚,它的形成会使物质的熔沸点降低,比如邻硝基苯酚的沸点低于对硝基苯酚。
B. 乙酸以分子间氢键缔合成的二聚体结构
形成六元环结构能量更低更加稳定
O……HO
CH3-CC-CH3
OH……O
C. 乙醇有氢键 这里氢键是指氧氢单键还是什么
氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y(O F N等)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用,称为氢键。[X与Y可以是同一种类分子,如水分子之间的氢键;也可以是不同种类分子,如一水合氨分子(NH3·H2O)之间的氢键]
以乙酸为例,与氧原子以氢氧共价键(实线)结合的氢原子,由于电负性远弱于氧原子,使得共价电子对明显偏向氧原子,而使氢原子核周围的电子密度很小,近乎一个光秃的原子核。而相邻分子中的氧原子存在未成键的孤电子对,电子密度较高,使得H原子核与相邻分子的氧原子的孤电子对相互吸引,形成氢键(虚线)。与强电负性原子共价相连的H原子,及其所在的分子,常称作氢键受体;能提供孤电子对的原子和分子,称作氢键供体。
氢键不同于共价键,其电子云交盖程度相对较低,键能也相对较低。对于乙醇来说,氢键确实在氢氧原子之间形成,但是是在一个乙醇分子的氢原子和另一个分子的氧原子之间形成,并非是同一个分子的氢氧键
D. 氢键的形成条件
与电负性很大的原子A形成强极性键的氢原子⑵较小半径、较大电负性、含孤电子对、带有部分负电荷的原子B(F、O、N)氢键的本质:强极性键(A-H)上的氢核,与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力,表示氢键结合的通式。
氢键结合的情况如果写成通式,可用X-H…Y①表示。式中X和Y代表F,O,N等电负性大而原子半径较小的非金属原子。X和Y可以是两种相同的元素,也可以是两种不同的元素。
对氢键的理解氢键存在虽然很普遍,对它的研究也在逐步深入,但是人们对氢键的定义至今仍有两种不同的理解。第一种把X-H…Y整个结构叫氢键,因此氢键的键长就是指X与Y之间的距离,例如F-H…F的键长为255pm。第二种把H…Y叫做氢键。
分子间氢键:
现以HF为例说明氢键的形成。在HF分子中,由于F的电负性(4.0)很大,共用电子对强烈偏向F原子一边,而H原子核外只有一个电子,其电子云向F原子偏移的结果,使得它几乎要呈质子状态。这个半径很小、无内层电子的带部分正电荷的氢原子。
使附近另一个HF分子中含有孤电子对并带部分负电荷的F原子有可能充分靠近它,从而产生静电吸引作用。这个静电吸引作用力就是所谓氢键。不同种分子之间可以存在氢键,某些不同种分子之间也可能形成氢键。
以上内容参考:网络-分子间氢键
E. 乙酸物理性质化学性质
乙酸的物理性质:
分子量:60.05
分子式:CH3COOH
沸点(℃):117.9
凝固点(℃):16.6
相对密度(水为1):1.050
粘度(mPa.s):1.22(20℃)
20℃时蒸气压(KPa):1.5
外观及气味:无色液体,有刺鼻的醋酸味。
溶解性:能溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等有机溶剂。
相容性材料:稀释后对金属有强烈腐蚀性,316#和318#不锈钢及铝可作良好的结构材料。
乙酸的化学性质:
1、乙酸的酸性
乙酸的羧基氢原子能够部分电离变为氢离子(质子)而释放出来,导致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系数为4.8,pKa=4.75(25℃),浓度为1mol/L的醋酸溶液(类似于家用醋的浓度)的pH为2.4,也就是说仅有0.4%的醋酸分子是解离的。
2、乙酸二聚物
乙酸的晶体结构显示 ,分子间通过氢键结合为二聚体(亦称二缔结物),二聚体也存在于120℃的蒸汽状态。二聚体有较高的稳定性,已经通过冰点降低测定分子量法以及X光衍射证明了分子量较小的羧酸如甲酸、乙酸在固态及液态,甚至气态以二聚体形式存在。当乙酸与水溶和的时候,二聚体间的氢键会很快的断裂。其它的羧酸也有类似的二聚现象。
3、无机化学反应
乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应,同时可以还原生成乙醇,通过亲核取代机理生成乙酰氯,也可以双分子脱水生成酸酐。
乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以与乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下生成乙酸乙酯(本反应为可逆反应,反应类型属于取代反应中的酯化反应)。
由于弱酸的性质,对于许多金属,乙酸是有腐蚀性的,例如铁、镁和锌,反应生成氢气和金属乙酸盐。虽然铝在空气中表面会形成氧化铝保护层,但是在醋酸的作用下,氧化膜会被破坏,内部的铝就可以直接和酸作用了。
金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的碱性物质反应,比如小苏打与醋的反应。除了醋酸铬(II),几乎所有的醋酸盐能溶于水。
4、生物化学反应
乙酸中的乙酰基,是生物化学中所有生命的基础。当它与辅酶A结合后,就成为了碳水化合物和脂肪新陈代谢的中心。然而,乙酸在细胞中的浓度是被严格控制在一个很低的范围内,避免使得细胞质的pH发生破坏性的改变。与其它长链羧酸不同,乙酸并不存在于甘油三酸脂中。
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乙酸可用作酸度调节剂、酸化剂、腌渍剂、增味剂、香料等。它也是很好的抗微生物剂,这主要归因于其可使pH降低至低于微生物最适生长所需的pH。乙酸是我国应用最早、使用最多的酸味剂,主要用于复合调味料、配制蜡、罐头、干酪、果冻等。用于调味料时,可将乙酸加水稀释至4%~5%溶液后,添加到各种调味料中应用。以食醋作为酸味剂,辅以纯天然营养保健品制成的饮料称为国际型第三代饮料。
乙酸的制备可以通过人工合成和细菌发酵两种方法。生物合成法,即利用细菌发酵,仅占整个世界产量的10%,但是仍然是生产乙酸,尤其是醋的最重要的方法,因为很多国家的食品安全法规规定食物中的醋必须是通过生物法制备,而发酵法又分为有氧发酵法和无氧发酵法。
F. 什么是氢键
氢键是分子间作用力的一种,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。
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氢键的影响
1、氨在水中的非常大的溶解度与它和水分子间的氢键有关。
2、甘油、无水磷酸和硫酸具有较大的黏度。
3、邻硝基苯酚中存在分子内氢键,因此熔点较间硝基苯酚和对硝基苯酚低。
4、冰中水分子在冰晶体结构中空间占有率较低,因而冰密度较小,甚至小于水。
5、冰中每个水分子都按四面体方向参与形成4个O-H…O氢键。冰的熔化热为5.0kJ/mol,而冰中氢键键能为18.8kJ/mol,因此刚熔化的水中仍有大量的氢键。在4℃时,水氢键断裂(密度增大)和受热分子间距增大(密度减小)的趋势相等,因此4℃时水密度最大。这个温度对于水中生物至关重要,它保证了冬季时水中生物不至于因为水结冰而死亡。
6、分子内形成氢键常使酸性增强。如苯甲酸的Ka=96.2×10﹣¹²,而邻羟基苯甲酸的Ka=9.9×10-¹¹,2,6-二羟基苯甲酸可在分子内形成两个氢键,它的Ka=5×10﹣9。其原因是分子内氢键的形成,促进了氢的解离。
7、结晶水合物中存在由氢键构建的类冰骨架,其中可装入小分子或离子,参见甲烷气水包合物。
G. 为什么乙酸形成分子间氢键
在氮、氧、氟的原子上连接氢原子的分子间存在氢键,乙酸分子中,羧基中含有连在氧原子上的氢原子,所以可以形成分子间氢键。分子间氢键导致乙酸沸点升高,易溶于水等物理性质。
H. 为什么乙酸形成分子间氢键
氧原子上有孤对电子而氢原子由于接在氧原子上带有正电,这是氢键的形成条件
都有啊,如果两个相邻分子的朝向和位置不能达到上图所示,那么就会形成分子间氢键
I. 氢键是怎么形成的
氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成氢键。
X与Y可以是同一种类分子,如水分子之间的氢键;也可以是不同种类分子,如一水合氨分子(NH3·H2O)之间的氢键。
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一、形成条件
1、存在与电负性很大的原子A 形成强极性键的氢原子。
2、存在较小半径、较大电负性、含孤对电子、带有部分负电荷的原子B (F、O、N)。
二、理化特性
1、熔沸点
(1)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。
(2)分子内生成氢键,熔、沸点常降低。因为物质的熔沸点与分子间作用力有关,如果分子内形成氢键,那么相应的分子间的作用力就会减少, 分子内氢键会使物质熔沸点降低.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。
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。分子缔合的结果会影响液体的密度。
J. 醋酸分子间氢键是和碳氧双键上的氧形成还是和另一个羟基上的氧结合
都有,互相形成的