(1)关于氢键

实验1

分别量取0.5molCHCl₃、(CH₃)₂CO、C₂H₅OH及H₂O，并测量其温度。然后分别混合CHCl₃和(CH₃)₂CO，C₂H₅OH和H₂O，搅拌并测量溶液温度所能达到的最高值。其实验结果是：前者升温9—11℃，后者升温4—5℃。

常温下这几种溶剂的热容差值不大，且两种混合液又都是(共)₁mol，而今在两种情况下升温幅度明显不同，这是混合释热不同所引起的，显然CHCl₃和(CH₃)₂CO混合时释热更多。

已知C₂H₅OH和H₂O能以任何比例互相混合的现象是和它们相互间形成氢键有关，而今形成氢键的释热量不如CHCl₃和(CH₃)₂CO混合时释热多。为了说明后两者互相溶解时释热量大，当然不能用比氢键弱的分子间作用力来解释，而只能用氢键来讨论。一般教科书上介绍氢键时强调了“和氟、氧、氮结合的氢，可能形成氢键”。而在CHCl₃、(CH₃)₂CO中的氢原子都是和碳原子相结合，氧原子、氯原子也都是和碳原子相结合的，似乎没有生成氢键的前提，但不用氢键又不能解释上述实验事实。就是说还得从氢键上来考虑问题。

在CHCl₃分子中，3个Cl原子和C原子相连，Cl原子是拉电子体，使和3个Cl相连的C原子(相对而言)正性增强了(和CH₄中C原子相比)；在(CH₃)₂CO分子中，CH₃是推电子基团，因此和2个CH₃相连的C原子的负性增强了，从而使与之相连的O原子变得更负，这样就有可能发生下列氢键的结合Cl₃CH……OC(CH₃)₂。

这个实验的启示是，只要实验现象(在此处是释热量多少)能够重复(偶然性被排除)，就必然有相应的原因，即使是不能运用已经学过的理论、观点顺利地解释，也应相信实验是事实。大量历史事实表明：恰好在实验结果和现有的理论、观点有矛盾时，促使人们去修改、完善或摈弃原先的理论、观点。

在学习期间，遇到这种情况可使我们更深入理解某些问题，上述CHCl₃和(CH₃)₂CO间形成氢键就是一例。查参考资料得知：CHCl₃和(CH₃)₂CO形成1∶1化合物时释热10kJ/mol。

最后，尚需说明一个问题，在以上2个反应中都有氢键形成，为什么CHCl₃和(CH₃)₂CO间形成氢键释热量更大呢？从它们的结构上看，C₂H₅OH和H₂O之间形成的氢键肯定强于CHCl₃和(CH₃)₂CO之间形成的氢键，但其前者之所以释热量少是因为C₂H₅OH和H₂O混合释热量是：“C₂H₅OH和H₂O间形成氢键释热量和折散H₂O分子间、C₂H₅OH分子间的氢键吸热量的代数和”；而CHCl₃和(CH₃)₂CO间形成氢键释热是它和折散CHCl₃分子间、(CH₃)₂CO分子间作用力的代数和(一般分子间作用力小于氢键间力)。