上一支影片中 我們介紹了「氫鍵」 「氫鍵」是由一個電負度大的原子 與氫原子形成化合物 使氫帶部分正電 與一個電負度大且有孤電子對的原子共用孤對電子 產生吸引的力量 接下來就要來介紹氫鍵會對物質的性質造成什麼影響 在介紹凡得瓦力時我們學過 分子間的作用力會影響物質的熔點與沸點 氫鍵也屬於分子間作用力的一種 如果一個具有分子間氫鍵的物質 要使液體汽化 除了要破壞分子間的凡得瓦力 還需要提供額外的能量破壞氫鍵 加上氫鍵的強度大約為凡得瓦力的10倍 所以沸點會比其他不能形成分子間氫鍵的相似化合物高許多 在介紹凡得瓦力時 我們已經知道若分子形狀相似時 分子量越大 凡得瓦力越大 沸點就會比較高 我們來看看14~17族的氫化物的沸點趨勢 以14族元素的氫化物而言 從第二週期的甲烷、第三週期的矽甲烷、 第四週期的甲鍺烷、第五週期的甲錫烷 隨著週期數的增加 表面積與電子數量增加 凡得瓦力越高 沸點也就越高 若討論第15族中第三~五週期的3個氫化物 會發現也是依循著週期數越高、凡得瓦力越高、沸點越高的趨勢 第16族的3個氫化物和第17族的3個氫化物 也是遵循從第三週期到第五週期 沸點越來越高的趨勢 但第15、16、17族第二週期元素的氫化物氨、水、氟化氫 雖然是同族元素氫化物中最小的分子 但是卻不像甲烷一般 具有同族氫化物中最低沸點 反而因為可產生氫鍵之緣故 導致液體在汽化的過程中除了要破壞凡得瓦力外 還需要更多的能量破壞氫鍵 所以我們可以看到氨、水和氟化氫 與同族氫化物相比均具有較高的沸點 熔點的部分其實跟沸點一樣 我們可以看到甲烷由於沒有氫鍵的形成 加上又是同族週期數最小的 所以它的熔點也就會是同族最低的 氨、水和氟化氫因為有氫鍵的形成 所以亦具有較高的熔點 我們上一支影片在介紹氫鍵時有學到 氫鍵可分為分子間氫鍵與分子內氫鍵 那我們剛剛已經介紹了分子間氫鍵會讓物質的熔點與沸點提高 那分子內氫鍵呢？ 如果分子內形成氫鍵 那麼勢必減少分子間氫鍵的數量 導致熔點和沸點就會比較低 以鄰硝基苯酚與對硝基苯酚兩分子而言 鄰位化合物可形成分子內氫鍵 若有分子內氫鍵形成時 就會減少分子間氫鍵的數量 而對位化合物由於位向與距離的關係 導致無法形成分子內氫鍵 所以僅能形成分子間氫鍵 那我們來看看鄰硝基苯酚與對硝基苯酚的熔點與沸點的比較吧 鄰硝基苯酚的熔點是44.9℃、沸點是214℃ 對硝基苯酚的熔點是114℃、沸點大於279℃ 由此可知鄰硝基苯酚的熔點、沸點都比對硝基苯酚低 若以沸點而言 鄰硝基苯酚可形成了分子內氫鍵 所以分子間氫鍵數量較少 需要破壞的分子間氫鍵數量較少 所以鄰硝基苯酚分子間作用力較弱 相對而言液體較容易汽化 而對硝基苯酚無法形成分子內氫鍵 所以形成分子間氫鍵數量較多 在液體汽化過程中 除了要破壞分子間的凡得瓦力外 還需要能量破壞較多的分子間氫鍵 所以才會出現鄰硝基苯酚沸點比對硝基苯酚低的情形喔！ 至於熔點 除了分子間氫鍵的影響外 對位化合物之對稱性較高 對稱性較高的化合物常會具有較高的熔點 所以對硝基苯酚的熔點比鄰硝基苯酚高了約70度 同學們聽過黏度嗎？ 黏度顧名思義就是在描述物質黏稠的程度 黏度較低的液體比較容易流動 而黏度較高的液體有時候會像是軟軟的固體 在傾倒的時候還會產生水花 而黏度較高的液體有時候會像是軟軟的固體 不容易流動 像是生活中都會接觸的水、油跟蜂蜜 水的黏度最低 所以流動十分容易 在傾倒的時候還會產生水花 而油的黏度比較高 在傾倒的時候就不太會產生這樣的情況 若將蜂蜜從湯匙中倒出來時 是不是常常會發生蜂蜜非常緩慢的往下流 那就是因為蜂蜜的黏度很高 不容易流動 黏度也會被分子間作用力影響 當液體分子之間的作用力較大時會使黏度提高 像甘油（丙三醇）因具有很多分子間作用力 所以它的黏度就比水高很多 大家還記得上一支影片中我們提到冰塊會浮在水上面的原因嗎？ 那是因為平均每個水分子會形成兩個氫鍵 且由水凝固成冰時 水分子之間需在特定的位置上 且分子間會需要一定的距離 形成類似蜂窩的架構 所以液態水分子可快速移動、氫鍵可不斷的斷裂與重組 但於固態時 水分子需於特定位置上堆積 產生六角形的結構 所以必須拉開分子與分子間的距離 使冰的密度小於水 其實這種氫鍵影響分子結構的情形不只發生在水上 像氟化氫因為平均每個固態分子會形成1個氫鍵 導致固態的氟化氫會以鋸齒狀排列 另外 像蛋白質也會因為分子內或分子間的氫鍵 形成alpha螺旋與beta褶板的二級結構 當加熱或加入酒精時 會破壞蛋白質原本的氫鍵 產生新氫鍵 所以蛋白質的構形就會發生改變 我們稱為蛋白質的變性 今天我們學到了分子間氫鍵會造成物質的熔點與沸點升高 且若分子間氫鍵數量愈多時 會提高物質的黏稠度 另外 氫鍵會造成水結冰時體積增大密度降低的現象 其實氫鍵的影響與我們的生活息息相關 例如保養品中的保水劑、食品中的增稠劑都與氫鍵有關 想想看 生活中還有什麼事物與氫鍵有關？ 歡迎在留言區分享你的答案 我們下次見