氢键及其应用 氢键作用( 二 )
水的表面张力很高 ， 其根源在于水分子之间的氢键 。物质的表面能与分子间作用力有关 ， 因为表面分子被液体内部的分子吸引 ， 被挤压到液体中 ， 能量较高 ， 往往会使表面自动收缩 ， 如表2所示 。
在表中所列的液体物质中 ， 水的表面能最高 ， 因为水分子之间有很强的氢键 。加入表面活性剂破坏表层氢键体系 ， 可以降低表面能 ， 在工业生产中具有重要意义 。
八、影响材料的密度 。
物质之间的分子间作用力越大 ， 分子排列越紧密 ， 密度越大 。随着碳原子数的增加 ， 直链烷烃分子间的作用力和密度增加 。
分子间氢键也影响化合物的密度 。比如醇类可以形成分子间氢键 ， 低级醇的密度高于分子量相近的烷烃 。随着分子量的增加 ， 烃基的比例增加 ， 阻碍了分子间氢键的形成 。分子量相近的高级醇和烷烃的密度差逐渐减小 。二醇分子中有两个羟基 ， 它们形成氢键的能力更强 。乙二醇的密度为1.113 gcm-3 ， 高于相同碳数的乙醇(0.789 gcm-3)和分子量相近的丙醇(0.804 gcm-3) 。羧酸能形成强氢键 ， 其密度高于相应的烷烃和醚 ， 也高于相应的醇 。
如果液体分子之间形成氢键 ， 就可能发生缔合 ， 分子缔合的结果会影响物质的密度 。比如nH2O(H2O)n ， 除了简单的H2O分子外 ， 在常温的液态水中 ， 还有(H2O)2、(H2O)3、……、(H2O)n等缔合分子 。
降低温度有利于水分子的结合 。
九、氢键在生命物质中的作用 。
生物物质由蛋白质、核酸、糖类和脂类等有机物质以及水和无机盐组成 。这些物质结合起来具有生命的特征 ， 氢键在其中起着关键作用 。蛋白质是由一定序列的氨基酸缩合而成的多肽链分子 ， 具有丰富的氢键结合能力 。在多肽骨架中 ， N-H作为质子供体 ， C = O作为质子受体 ， 相互形成C = O … H-N氢键 ， 决定了蛋白质的二级结构 。在脱氧核糖核酸(DNA)分子中 ， 两条多核苷酸链通过碱基间的氢键连接(C = O … H-N和C = N … H-N) ， 即腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对形成两个氢键 ， 鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对形成三个氢键 ， 盘绕在双螺旋结构的圆圈之间 。一旦氢键断裂 ， 空之间的分子结构就会发生变化 ， 生物资源网络的生理功能就会丧失 。
【氢键及其应用 氢键作用】
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