为什么氟化氢只有一个孤对电子?
HF 有三个孤电子对。 H-F 还是被认为是“半”共价键。它的PKa是 3.2, 不高也不低。之所以只有一个氢键,大概还是和能量有关。HF 电子interaction很弱 因为F 的电负性很高,不能像氧一样有四个。如同已经有人讲的一样,谈到了位阻与斥力,氧可以克服这些作用力而存在四个就因为它的氢键很牢,F 就不行。当HF(只有一个氢键) 成有规则的链状时,从热动力学角度上来看,更加稳定。这和HF 的沸点比水低的现象是符合的【1】。HF 应该存在有三个氢键的时候,但如同电子云一样,是个概率问题。不过,在已知的温度下,可以通过boltzmann distribution计算出来的。一个氢键概率最高,两个其次,三个最少。两个氢键和三个氢键和一个氢键数量的差距很有可能是指数级的。
然而,根据wikipeida, HF 氢键能量比HO 氢键大【2】
这就与电负性说法产生矛盾了
zero point dissociation energies for HF is ~1038 wavenumber【3】
【4】
从一些记录上来看,在温度都是0 K 时,O 的氢键比F 的要更稳定,这与wikipeida不符。
个人认为Wiki有误或记录的数据不是0K 的。
个人认为这个问题还是跟能量和作用力有关。F-F 作用力太大而最终使得HF 只能存在一根不强得氢键,而氢键不强是由于F 原子自身性质包括电负性大和原子比较小。这些原因所对应得现象或可由HF 沸点比水低而推知
reference:
1,网页链接
2,网页链接
3,J. Chem. Phys. 84, 590 (1986)
4,网页链接
绛旓細HF 鏈変笁涓鐢靛瓙瀵广 H-F 杩樻槸琚涓烘槸鈥滃崐鈥濆叡浠烽敭銆傚畠鐨凱Ka鏄 3.2锛 涓嶉珮涔熶笉浣庛備箣鎵浠鍙湁涓涓姘㈤敭锛屽ぇ姒傝繕鏄拰鑳介噺鏈夊叧銆侶F 鐢靛瓙interaction寰堝急 鍥犱负F 鐨勭數璐熸у緢楂橈紝涓嶈兘鍍忔哀涓鏍锋湁鍥涗釜銆傚鍚屽凡缁忔湁浜鸿鐨勪竴鏍凤紝璋堝埌浜嗕綅闃讳笌鏂ュ姏锛屾哀鍙互鍏嬫湇杩欎簺浣滅敤鍔涜屽瓨鍦ㄥ洓涓氨鍥犱负瀹冪殑姘㈤敭寰堢墷锛...
绛旓細娌哥偣锛氾紙H2O>锛塇F>NH3 鍘熷洜鈥斺旀阿閿細褰㈡垚姘㈤敭X锛岺锛峐涓ょ鐨勫師瀛愪竴涓彁渚涙阿,鍙︿竴涓彁渚涘瀵圭數瀛愬拰姘綔鐢.鐢变簬姘㈢殑鍗婂緞寰堝皬,鏁呬竴涓姘㈠彧鑳褰㈡垚涓涓阿閿.瀵逛簬HF鏉ヨ锛1molHF鍙湁1molH,鏁呭彧鑳藉舰鎴1mol姘㈤敭,NH3铏界劧鍏锋湁涓変釜H,浣鍙湁涓涓瀵圭數瀛,鏁呬篃鍙兘褰㈡垚1mol姘㈤敭.姘村垎瀛愬垯鍙互褰㈡垚2mol姘㈤敭,...
绛旓細涓轰粈涔HF鐔旂偣姣擭H3浣庯紝娌哥偣姣擭H3楂橈紵杩欐槸鐢变簬涓夌鍒嗗瓙涓阿閿殑涓嶅悓銆1銆佸舰鎴愭阿閿殑瑕佹眰 褰㈡垚姘㈤敭X锛岺锛峐涓ょ鐨勫師瀛愪竴涓彁渚涙阿锛屽彟涓涓彁渚涘瀵圭數瀛愬拰姘綔鐢ㄣ傜敱浜庢阿鐨勫崐寰勫緢灏忥紝鏁呬竴涓姘㈠彧鑳褰㈡垚涓涓阿閿1molHF鍙湁1molH锛屾晠鍙兘褰㈡垚1mol姘㈤敭锛孨H3铏界劧鍏锋湁涓変釜H锛屼絾鍙湁涓涓瀵圭數瀛锛屾晠涔熷彧鑳...
绛旓細娌哥偣锛氾紙H2O>锛塇F>NH3 鍘熷洜鈥斺旀阿閿細褰㈡垚姘㈤敭X锛岺锛峐涓ょ鐨勫師瀛愪竴涓彁渚涙阿,鍙︿竴涓彁渚涘瀵圭數瀛愬拰姘綔鐢.鐢变簬姘㈢殑鍗婂緞寰堝皬,鏁呬竴涓姘㈠彧鑳褰㈡垚涓涓阿閿.瀵逛簬HF鏉ヨ锛1molHF鍙湁1molH,鏁呭彧鑳藉舰鎴1mol姘㈤敭,NH3铏界劧鍏锋湁涓変釜H,浣鍙湁涓涓瀵圭數瀛,鏁呬篃鍙兘褰㈡垚1mol姘㈤敭.姘村垎瀛愬垯鍙互褰㈡垚2mol姘㈤敭,...
绛旓細娌哥偣锛氾紙H2O>锛塇F>NH3 鍘熷洜鈥斺旀阿閿細褰㈡垚姘㈤敭X锛岺锛峐涓ょ鐨勫師瀛愪竴涓彁渚涙阿,鍙︿竴涓彁渚涘瀵圭數瀛愬拰姘綔鐢.鐢变簬姘㈢殑鍗婂緞寰堝皬,鏁呬竴涓姘㈠彧鑳褰㈡垚涓涓阿閿.瀵逛簬HF鏉ヨ锛1molHF鍙湁1molH,鏁呭彧鑳藉舰鎴1mol姘㈤敭,NH3铏界劧鍏锋湁涓変釜H,浣鍙湁涓涓瀵圭數瀛,鏁呬篃鍙兘褰㈡垚1mol姘㈤敭.姘村垎瀛愬垯鍙互褰㈡垚2mol姘㈤敭,...
绛旓細鍙互鍜屽叾浠栨按鍒嗗瓙鐨勬阿鍘熷瓙褰㈡垚姘㈤敭銆傛墍浠ュ氨鏄洓涓簡銆傝嚦浜姘熷寲姘锛屽畠鏄袱涓師瀛愮粍鎴愮殑锛屼笉璁哄浣曢兘鏄洿绾垮舰鐨勩傜洿绾跨殑涓ゅご鍒嗗埆鏄阿鍘熷瓙鏍告盁鍘熷瓙銆傛阿鍘熷瓙鍜屽彟澶栫殑姘熷師瀛愪骇鐢涓涓姘㈤敭锛岃屼粬鐨勬湰韬殑姘熷師瀛鍙湁涓瀵瀛ゅ鐢靛瓙锛屽彧鑳戒骇鐢熶竴涓阿閿傛墍浠ユ盁鍖栨阿灏卞彧鏈変袱涓阿閿簡銆
绛旓細鍙互鍜屽叾浠栨按鍒嗗瓙鐨勬阿鍘熷瓙褰㈡垚姘㈤敭銆傛墍浠ュ氨鏄洓涓簡銆傝嚦浜姘熷寲姘锛屽畠鏄袱涓師瀛愮粍鎴愮殑锛屼笉璁哄浣曢兘鏄洿绾垮舰鐨勩傜洿绾跨殑涓ゅご鍒嗗埆鏄阿鍘熷瓙鏍告盁鍘熷瓙銆傛阿鍘熷瓙鍜屽彟澶栫殑姘熷師瀛愪骇鐢涓涓姘㈤敭锛岃屼粬鐨勬湰韬殑姘熷師瀛鍙湁涓瀵瀛ゅ鐢靛瓙锛屽彧鑳戒骇鐢熶竴涓阿閿傛墍浠ユ盁鍖栨阿灏卞彧鏈変袱涓阿閿簡銆
绛旓細1銆姘㈡盁閰锛氭阿鍘熷瓙鍜屽彟澶栫殑姘熷師瀛愪骇鐢涓涓姘㈤敭锛屾湰韬殑姘熷師瀛鍙湁涓瀵瀛ゅ鐢靛瓙锛屽彧鑳戒骇鐢熶竴涓阿閿紝鎵浠ユ湁涓や釜姘㈤敭銆2銆佹按锛氫袱涓阿鍘熷瓙鍜屽彟澶栫殑姘村垎瀛愮殑姘у師瀛愬舰鎴愪袱涓阿閿傚悓鏃舵按鍒嗗瓙鐨勬哀鍘熷瓙杩樻湁涓ゅ瀛ゅ鐢靛瓙锛屽彲浠ュ拰鍏朵粬姘村垎瀛愮殑姘㈠師瀛愬舰鎴愭阿閿紝鎵浠ユ湁鍥涗釜姘㈤敭銆傛阿鍘熷瓙涓庣數璐熸уぇ鐨勫師瀛怷浠ュ叡浠烽敭...
绛旓細姘㈤敭鐨勫舰鎴 鈶 鍚岀鍒嗗瓙涔嬮棿 鐜颁互HF涓轰緥璇存槑姘㈤敭鐨勫舰鎴愩傚湪HF鍒嗗瓙涓紝鐢变簬F鐨勭數璐熸э紙4.0锛夊緢澶э紝鍏辩敤鐢靛瓙瀵瑰己鐑堝亸鍚慒鍘熷瓙涓杈癸紝鑰孒鍘熷瓙鏍稿鍙湁涓涓數瀛锛屽叾鐢靛瓙浜戝悜F鍘熷瓙鍋忕Щ鐨勭粨鏋滐紝浣垮緱瀹冨嚑涔庤鍛堣川瀛愮姸鎬併傝繖涓崐寰勫緢灏忋佹棤鍐呭眰鐢靛瓙鐨勫甫閮ㄥ垎姝g數鑽风殑姘鍘熷瓙锛屼娇闄勮繎鍙︿竴涓狧F鍒嗗瓙涓惈鏈瀛ょ數瀛愬...
绛旓細HF,H2O.NH3绛夊垎瀛愰棿鍚湁姘㈤敭锛岀幇浠F涓轰緥璇存槑姘㈤敭鐨勫舰鎴愩傚湪HF鍒嗗瓙涓紝鐢变簬F鐨勭數璐熸э紙4.0锛夊緢澶э紝鍏辩敤鐢靛瓙瀵瑰己鐑堝亸鍚慒鍘熷瓙涓杈癸紝鑰孒鍘熷瓙鏍稿鍙湁涓涓數瀛锛屽叾鐢靛瓙浜戝悜F鍘熷瓙鍋忕Щ鐨勭粨鏋滐紝浣垮緱瀹冨嚑涔庤鍛堣川瀛愮姸鎬併傝繖涓崐寰勫緢灏忋佹棤鍐呭眰鐢靛瓙鐨勫甫閮ㄥ垎姝g數鑽风殑姘鍘熷瓙锛屼娇闄勮繎鍙︿竴涓狧F鍒嗗瓙涓惈鏈瀛ょ數瀛愬...