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2016-6-7    :    0
共价及有机化合物
虽然亚博体育官网登录_亚博体育app下载安装苹果_yabovip2018 - 氢气在通常状态下不是非常活泼,但亚博体育官网登录_亚博体育app下载安装苹果_yabovip2018 - 氢气与绝大多数元素会组成化合物。碳氢化合物已知有数以百万种,但它们不会由亚博体育官网登录_亚博体育app下载安装苹果_yabovip2018 - 氢气和碳直接化合形成。亚博体育官网登录_亚博体育app下载安装苹果_yabovip2018 - 氢气与电负性较强的元素(如卤素)反应,在这些化合物中氢的氧化态为+1。氢与氟、氧、氮成键时,可生成一种较强的非共价的键,称为氢键。氢键对许多生物分子具有重要意义。 氢也与电负性较低的元素(如金属)生成化合物,这时氢的氧化态通常为 -1,这样的化合物称为氢化物。
亚博体育官网登录_亚博体育app下载安装苹果_yabovip2018 - 氢气与碳形成的化合物,由于其与生物的关系,通常被称为有机物,研究有机物的学科称为有机化学,而研究有机物在生物中所起的作用的科学称为生物化学。按某些定义,“有机”只要求含有碳。但大多数含碳的化合物通常都含有氢。这些化合物的独特性质主要是由碳氢键决定的。故有时有机物的定义要求物质含有碳氢键。
无机化学中,H- 可以作为桥接配体,连接配合物中的两个金属原子。这样的特性通常在13族元素中体现,尤以硼烷、铝配合物和碳硼烷中。
氢化物
含有氢元素的二元化合物称为氢化物。“氢化物”一词暗含氢显负价,且其氧化态为-1的意思。氢负离子记做H-,其存在是1916年由吉尔伯特·路易斯预言的。1920年Moers用电解氢化锂,在阳极产生亚博体育官网登录_亚博体育app下载安装苹果_yabovip2018 - 氢气,从而证明了氢化物的存在。对于非IA或IIA族的元素形成的氢化物,“氢化物”一词并不准确,因为氢的电负性并不高。IA族碱金属的氢化物中有一个例外,即高聚物氢化锂。氢化铝锂中4个氢原子紧靠铝原子。虽然氢可与几乎所有的主族元素形成氢化物,但这些氢化物的原子配比却并不单一,例如二元的硼烷已发现100多种,但氢化铝只有一种。二元氢化铟还未被发现,但它存在于更大的配合物中。
质子与酸
对氢原子的氧化,也即让氢原子失去其电子,即可得到 H+ (氢离子)。氢离子不含电子,由于氢原子通常不含中子,故氢离子通常只含1个质子。这也就是为什么常将 H+ 直接称为质子的原因。 H+ 是酸碱理论的重要离子。
裸露的质子 H+ 不能直接在溶液或离子晶体中存在,这是由氢离子和其他原子、分子不可抗拒的吸引力造成的。除非在等离子态物质中,氢离子不会脱离分子或原子的电子云。但是,“质子”或“氢离子”这个概念有时也指带有一个质子的其他粒子,通常也记做 "H+" 。
为了避免认为溶液中存在孤立的氢离子,一般在水溶液中将水和氢离子构成的离子称为水合氢离子(H3O+)。但这也只是一种理想化的情形。氢离子在水溶液中事实上以类似于 H9O4+ 的形式存在。
尽管在地球上少见,H3+ 离子(质子化分子氢)却是宇宙中最常见的离子之一。
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