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一、氫鍵的形成 [return]
當氫與F、O、N形成共價鍵時，鍵結電子被吸引偏向F、O、N原子而帶部分負電荷，此時氫形成近似氫離子(H⁺)的狀態，能吸引鄰近電負度較大之F、O、N原子上的孤對電子。
氫原子介於兩分子的氮或氧或氟原子之間，有如鍵結，稱為氫鍵

1. 氫鍵的表示法

(1) X屬於電負度大的原子，如F、O、N（Cl電負度和N相同，但Cl的體積較大不易生成氫鍵，故HCl無氫鍵）

(2) Y必須具有未共用電子對

2. 氫鍵兼具離子鍵、共價鍵及凡得瓦引力的部份特性

(1) 離子性：氫核<H⁺>(正電)和未鍵結電子(負電)間之引力

(2) 共價性：氫原子與另一分子十分接近，其方向乃孤對電子之混成軌域方向，幾近共用電子，此性質使氫鍵具有方向性

(3) 凡得瓦引力：氫鍵被視為很強的偶極–偶極力

3. 強度比較 共價鍵：氫鍵：凡得瓦引力=100：10：1

4. 電負度：F > O > N，故三種氫鍵強度
F¾H……F > O¾H……O > N¾H……N

5. 氫鍵形成時可放出5~40 kJ/mole的能量

二、氫鍵的種類 [return]

1. 分子間氫鍵：氫鍵發生在兩個分子之間

(1) 同類分子間氫鍵：如H₂O與H₂O，HF與HF，NH₃與NH₃......等

(2) 異類分子間氫鍵：如

2. 分子內氫鍵：氫鍵發生在同一分子內者。必須於分子內部，可形成氫鍵的原子處於合適的位置方能形成。通常以六邊形或五邊形的生成最適合，且儘可能在同一平面上。

<Note>分子內氫鍵通常發生在順式或鄰位（相鄰位置）中

其他如：蛋白質、鄰-甲醛基酚（柳醛）、DNA、RNA …

3. 特殊氫鍵：HCN與HCN間 ^δ+H-C≡N^δ-……^δ+H-C≡N^δ-
氯仿(CHCl₃)與丙酮(CH₃COCH₃)間

三、氫鍵的特性 [return]

1. 氫鍵具有方向性

2. 分子物質中若能形成氫鍵者，其熔點、沸點高，且具有較大的熔化熱及汽化熱

氫化物

熔點(℃)

沸點(℃)

氫化物

熔點(℃)

沸點(℃)

Ⅶ氫化物

HF

HCl

HBr

HI

-83.07

-114.19

-86.86

-50.79

19.9

-85.03

-66.72

-35.35

Ⅵ氫化物

H₂O

H₂S

H₂Se

H₂Te

0.00

-85.53

-65.73

-51.00

100.00

-60.31

-41.30

-2.30

Ⅳ氫化物

CH₄

SiH₄

GeH₄

SnH₄

PbH₄

-182.5

-184.7

-165.9

-150

–

-161.5

-111.4

-88.4

-52.8

-13

Ⅴ氫化物

NH₃

PH₃

AsH₃

SbH₃

BiH₃

-77.74

-133.75

-116.30

-88.00

–

-33.40

-87.72

-62.50

-17.00

22.00

沸點(b.p.)：SbH₃ > NH₃ > AsH₃ > PH₃
H₂O > H₂Te > H₂Se > H₂S
HF > HI > HBr > HCl

熔點(m.p.)：NH₃>SbH₃>AsH₃>PH₃
H₂O>H₂Te>H₂Se>H₂S
HI>HF>HBr>HCl

3. 溶質與溶劑間易形成氫鍵者，溶解度增大（同類互溶）。如丙酮、乙醇與水均可形成氫鍵，故丙酮、乙醇易溶於水。

4. 液體分子間若有氫鍵形成，則分子間引力增大，故黏滯性較大。
如甘油(丙三醇)、硫酸的黏滯性大

5. 影響物質結構及分子形狀

(1) 水結冰，形成氫鍵而成四面體之中空網狀結構，故體積膨脹，密度變小，硬度變大

(2) H-F……H-F之氫鍵最強，故固、液、氣態之HF均具氫鍵

�固態：HF呈鋸齒狀排列

‚液態及氣態：無單獨的HF分子存在，其分子式以(HF)_x表示，x=2~6HF_(l)因氫鍵之故無離子存在，無法導電

(3) 醋酸(CH₃COOH)的偶合作用

二個CH₃COOH氣態分子常藉二個氫鍵連成一個複合體(dimer，雙聚物) <(CH₃COOH)₂>，此種現象稱之為偶合Þ二個分子間共具2個氫鍵偶合方程式：2CH₃COOOH_(g)(CH₃COOH)_2(g)

6. 同分異構物中，能形成分子內氫鍵者，其沸點及熔點較低
具有分子內氫鍵之鄰位的熔點及沸點分別較其間位或對位的異構物低

7. 氫鍵在生物體中化學的結構上扮演著極其重要的角色
蛋白質的單螺旋構造，及遺傳基因DNA的雙螺旋構造，均因氫鍵而形成。如果將蛋白質加熱或加入酒精，則氫鍵被破壞而螺旋狀規則結構性消失。此種規則性一經破壞即不能復原，而生物體的化性截然不同。

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