範德瓦爾斯與氫鍵
範德華力和氫鍵是分子間的相互吸引。有些分子間的作用力更強，有些則較弱。這些鍵決定了分子的行為。
範德瓦爾斯部隊
對於分子間的吸引，應該有電荷分離。有一些對稱分子，如H2，Cl2，在那裡沒有電荷分離。然而，電子在這些分子中不斷運動。因此，如果電子向分子的一端移動，分子內部可能會發生瞬間電荷分離。帶電子的一端暫時帶負電荷，而另一端則帶正電荷。這些臨時偶極子可以在相鄰的分子中誘導偶極子，然後在相反的兩極之間發生相互作用。這種相互作用被稱為誘導偶極-誘導偶極相互作用。此外，在永久偶極子和感應偶極子之間或兩個永久偶極子之間可以存在相互作用。所有這些分子間的相互作用稱為範德華力。
氫鍵
當氫與氟、氧或氮等負電荷原子相連時，就會產生極性鍵。由於電負性，鍵中的電子對電負性原子的吸引力大於氫原子。因此，氫原子將部分地獲得正電荷，而更負電荷的原子將部分獲得負電荷。當兩個具有這種電荷分離的分子靠近時，氫和帶負電荷的原子之間就會產生引力。這種吸引力被稱為氫鍵。氫鍵相對比其他偶極相互作用強，它們決定了分子的行為。例如，水分子具有分子間氫鍵。一個水分子可以與另一個水分子形成四個氫鍵。由於氧有兩個孤對，它可以與帶正電荷的氫形成兩個氫鍵。那麼這兩個水分子可以稱為二聚體。由於氫鍵的能力，每一個水分子都能與其他四個分子結合。這會導致水的沸點更高，即使水分子的分子量很低。因此，當氫鍵進入氣相時，打破氫鍵所需的能量很高。此外，氫鍵決定了冰的晶體結構。獨特的冰格結構使其能夠漂浮在水面上，從而保護了冬季的水生生物。除此之外，氫鍵在生物系統中起著至關重要的作用。蛋白質和DNA的三維結構完全基於氫鍵。氫鍵可以被加熱和機械力破壞。
| 範德華力和氫鍵有什麼區別？•氫鍵發生在氫之間，氫與另一分子的一個電負原子相連。這個電負性原子可以是氟、氧或氮。•範德華力可以發生在兩個永久偶極子、偶極子誘導偶極子或兩個誘導偶極子之間。•範德華力發生時，分子不一定有偶極子，但是氫鍵發生在兩個永久偶極子之間。•氫鍵比範德華力強得多。 |
