氫鍵英文解釋翻譯、氫鍵的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 hydrogen bond
【醫】 hydrogen bond
分詞翻譯:
氫的英語翻譯:
hydrogen
【醫】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen
鍵的英語翻譯:
bond; key
【計】 K; key; keyt
【化】 key; linkage; spline
【醫】 bond; key; linkage
專業解析
氫鍵(Hydrogen Bond)是一種特殊的分子間或分子内作用力,在化學、生物學和材料科學中扮演着至關重要的角色。以下是其詳細解釋:
一、定義與本質
氫鍵指當氫原子(H)與高電負性原子(如氧O、氮N、氟F)形成共價鍵時,因電子雲偏向電負性原子而使氫原子顯正電性,進而吸引鄰近分子或同一分子中另一電負性原子的孤對電子所形成的弱靜電引力。其鍵能通常在5–30 kJ/mol之間,強于範德華力但弱于共價鍵或離子鍵 。
二、形成條件
- 供體(Donor):含H原子且與電負性原子(O/N/F)直接鍵合的結構(如–OH、–NH₂)。
- 受體(Acceptor):含孤對電子的電負性原子(如O、N)或帶負電荷的基團(如羧酸根)。
三、常見類型與實例
-
分子間氫鍵
- 水(H₂O)中:一個水分子的H與相鄰水分子的O形成氫鍵,導緻水的高沸點(100°C)和表面張力。
- DNA雙螺旋:腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T)間形成2個氫鍵,鳥嘌呤-胞嘧啶(G-C)間形成3個氫鍵,維持結構穩定 。
-
分子内氫鍵
- 鄰硝基苯酚中:硝基(–NO₂)的O與羟基(–OH)的H形成鍵,降低分子間作用力,使其沸點低于對位異構體。
四、作用與意義
- 物理性質影響:顯著提升物質的熔沸點(如HF沸點高于HCl)、溶解性(如氨易溶于水)。
- 生物結構維持:穩定蛋白質α-螺旋/β-折疊、核酸雙鍊結構及酶活性中心構象。
- 材料性能調控:用于設計自修複水凝膠、超分子聚合物等功能材料 。
參考文獻
- Brown, T. L. et al. Chemistry: The Central Science. Pearson, 第14版, p. 482.
- IUPAC. Compendium of Chemical Terminology ("Hydrogen bond"定義).
- Watson, J. D. & Crick, F. H. C. Molecular Structure of Nucleic Acids. Nature 171, 737–738 (1953).
- Dong, R. et al. Hydrogen-Bonded Supramolecular Polymers. Chem. Rev. 115, 6896–6959 (2015).
注:實際鍵能範圍因具體體系而異,需結合實驗數據或理論計算确認。
網絡擴展解釋
氫鍵是一種特殊的分子間或分子内作用力,其本質是靜電吸引力。以下是詳細解釋:
1. 基本定義與形成條件
氫鍵通常表示為X-H···Y,其中X和Y是電負性大、原子半徑小的元素(如O、N、F)。當H原子與X形成極性共價鍵時,H帶部分正電荷,會吸引另一個分子或同一分子中Y原子的孤對電子,形成弱相互作用。這種作用力比化學鍵弱,但強于範德華力。
2. 分類與特征
- 分子間氫鍵:發生在不同分子間,如水分子間的O-H···O連接。
- 分子内氫鍵:存在于同一分子内,如鄰硝基苯酚中的O-H···O結構。
- 鍵能範圍一般為10-40 kJ/mol,具體強度取決于X、Y的電負性和空間結構。
3. 對物質性質的影響
氫鍵顯著影響物質的物理性質:
- 提高沸點和熔點(如水的沸點高于H₂S)
- 增加溶解度(如乙醇與水互溶)
- 改變物質密度(冰的密度小于液态水)。
4. 特殊說明
- 雖然主要涉及O、N、F,但S、Cl等原子在特定條件下也可參與氫鍵。
- 氫鍵具有方向性和飽和性,這與普通分子間作用力不同。
常見實例:水分子間的氫鍵網絡、DNA雙螺旋中的堿基配對(A-T、C-G)、蛋白質的α-螺旋結構等均依賴氫鍵作用。
分類
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