水分子间的氢键稳定吗

时间:09-15人气:25作者:落泪戏子

水分子间的氢键相当稳定。每个水分子能形成最多4个氢键,2个作为氢键供体,2个作为氢键受体。液态水中,氢键平均持续存在1皮秒,约1000次分子振动时间。冰晶结构中,氢键形成稳定四面体排列,使冰的密度小于水。氢键键能约为23千焦/摩尔,强于范德华力但弱于共价键。氢键网络赋予水高表面张力、高汽化热和良好溶剂特性。

氢键稳定性受环境因素影响显著。温度升高至100°C时,氢键数量减少约50%。pH值变化会改变氢键强度,酸性条件下氢键网络更易断裂。压力增加会压缩氢键长度,提高稳定性。水中溶解盐类会干扰氢键形成,每摩尔NaCl约破坏20个水分子氢键。金属离子如Mg²⁺能极化水分子,增强局部氢键强度。氢键稳定性使水成为生命系统的理想溶剂,支持生物分子正确折叠和功能。

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