主要区别 - 分子间与分子内氢键

当相同元素或不同元素的原子聚集在一起共享电子并形成共价键时，就会形成分子。有两种类型的吸引力将共价分子保持在一起。这些被称为分子间力和分子内力。分子间力是发生在两个分子之间的吸引力，而分子内力发生在分子内部。氢键是一种特殊类型的键，由氢原子与高负电性原子共享电子构成的分子中形成。氢键可以作为分子间力和分子内力发生。分子间和分子内氢键之间的主要区别是 分子间键发生在两个相邻分子之间，而分子内氢键发生在分子内部。

分别了解这两种力的功能以了解它们如何将分子或共价化合物保持在一起很重要。

这篇文章解释了，

1.什么是氢键？ 2. 什么是分子间氢键？ – 定义、特征和属性、示例 3. 什么是分子内氢键？ – 定义、特征和属性、示例 4. 分子间和分子内氢键有什么区别？

什么是氢键

当中等电负性的氢与强电负性原子共价键合时，它们共享的电子对变得更偏向于高电负性原子。这种原子的例子是 N、O 和 F。必须有氢受体和氢供体才能形成氢键。氢供体是分子中的高电负性原子，氢受体是相邻分子中的高电负性氢原子，应具有孤对电子。

氢键可以出现在两个分子之间或分子内。这两种类型分别称为分子间氢键和分子内氢键。

什么是分子间氢键

分子间氢键可以发生在相似或不同的分子之间。受体原子的位置应该正确定向，以便它可以与供体相互作用。

让我们看一个水分子来清楚地理解这个场景。

图 1：水分子中的氢键

H 和 O 原子之间共享的一对电子更容易被氧原子吸引。因此，与 H 原子相比，O 原子带有轻微的负电荷。 O原子被描绘为δ-并且H原子被描绘为δ+。当第二个水分子靠近前者时，一个水分子的 δ-O 原子与另一个水分子的 δ+ H 原子之间形成静电键。分子中的氧原子表现为供体 (B) 和受体 (A)，其中一个 O 原子向另一个提供氢。

由于氢键，水具有非常特殊的性质。它是一种良好的溶剂，具有高沸点和高表面张力。此外，4 ̊C 下的冰的密度低于水。因此，冰漂浮在液态水上，在冬天保护下面的水生生物。由于水中的这些特性，它被称为万能溶剂，对维持地球上的生命起着重要作用。

什么是分子内氢键

如果氢键出现在同一分子的两个官能团内，则称为分子内氢键。当氢供体和受体都在同一分子内时，就会发生这种情况。

图 2：具有分子内氢键的邻硝基苯酚（邻硝基苯酚）的结构

在 O-硝基苯酚分子中，-OH 基团中的 O 原子比 H 更具电负性，因此是 δ-。另一方面，H原子是δ+。因此，-OH 基团中的 O 原子充当 H 供体，而硝基上的 O 原子充当 H 受体。

分子间和分子内氢键的区别

债券形成

分子间氢键： 分子间氢键发生在两个相邻分子之间。

分子内氢键： 分子内氢键发生在分子内部。

物理性质

分子间氢键： 分子间氢键具有高熔点和沸点以及低蒸气压。

分子内氢键： 分子内氢键具有低熔点和沸点以及高蒸气压。

稳定

分子间氢键： 稳定性比较高。

分子内氢键： 稳定性相对较低。

例子

分子间氢键： 水、甲醇、乙醇和糖是分子间氢键的例子。

分子内氢键： O-硝基苯酚和水杨酸是分子内氢键的例子。

总结——分子间与分子内氢键

具有分子间氢键的化合物比具有分子内氢键的化合物更稳定。分子间氢键负责将一个分子与另一个分子连接起来并将它们结合在一起。与此相反，当发生分子内氢键时，分子之间的相互作用较少，分子粘在一起的趋势也较小。这导致沸点和熔点降低。此外，具有分子内氢键的分子更易挥发并且相对具有更高的蒸气压。

具有分子间氢键的化合物易溶于性质相似的化合物中，而具有分子内氢键的化合物则不易溶解。

参考：

“氢键。”化学自由文本。 Libretexts，2016 年 7 月 21 日。网络。 2017 年 2 月 7 日。

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“醇、羧酸和其他分子中的分子间和分子内氢键及其重要性。”有机化学 。 N.p.，10 月2012. 网络。 2 月 7 日2017 年。

“分子内与分子间氢键的强度。”化学堆栈交换。 N.p.，2013 年。网络。 2017 年 2 月 7 日。

图片提供：

NEUROtiker 的“O-Nitrophenol Wasserstoffbrücke” – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（公共领域）

“水分子之间的 210 个氢键-01”，作者：OpenStax College – 解剖学和生理学，Connexions 网站。 （CC BY 3.0）通过Commons Wikimedia