氢键不同于范德华力,它具有饱和性和方向性。由于氢原子特别小而原子A和B比较大,所以A-H中的氢原子只能和一个B原子结合形成氢键。同时由于负离子之间的相互排斥,另一个电负性大的原子B′就难于再接近氢原子,这就是氢键的饱和性。
氢键具有方向性则是由于电偶极矩A-H与原子B的相互作用,只有当A-H…B在同一条直线上时最强,同时原子B一般含有未共用电子对,在可能范围内氢键的方向和未共用电子对的对称轴一致,这样可使原子B中负电荷分布最多的部分最接近氢原子,这样形成的氢键最稳定。
如何计算氢键数目呢
均摊法常用在晶体有关分析及计算中:如果一个微粒被n个晶胞共享,那么它属于每一个晶胞的只有1/n,这种方法称为均摊法。
根据冰的结构,每个水分子与周围的4个水分子形成氢键。但是每两个水分子共用1个氢键,所以氢键数目= 4×1/2 = 2,即因此1mol水分子(冰))分子间实际均摊有2mol氢键。