如何判断氢键的存在,怎么判断分子间氢键

首页 > 上门服务 > 作者:YD1662023-10-24 18:54:28

现在高考选拔要同时体现“创新性 选拔性 思政性(问题、应用导向)”三大要求,实事求是地讲,对命题人和考生都是考验,出题不易,答题也不易。如同2023年新课标高考理综第10题(先前的文章已有分析),第9题也是基于一种有用的材料拟定的题目,该材料源自J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 816-817 (如下图所示)。

本题B、C和D选项显然是错的,自不必多说,这里要说一说A选项,关于氢键的知识。在我高考的年代,氢键知识是不考的(超越了孩子们的理解能力范畴)。氢键是分子之间的相互作用力,有方向性和饱和性要求,要确认分子之间是否存在氢键,必须以详实的单晶X-射线衍射晶体学数据作为判断依据,即合适的键长、键角数据,而不应该以图中标识有虚线作为依据,如图所示的虚线可能仅表示相邻的两个原子间距离足够近,可能形成相互作用,但未必能形成氢键(角度未必合适),所以A选项缺乏有力的科学依据支撑(课本有说虚线即氢键吗?我不了解高中教材,中学老师们可以说一说,你们是怎么判断氢键的?)。

另外,本题把[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl说成“一种可吸附甲醇的材料”,有点儿牵强附会。仔细阅读这篇文章(JACS, 2005, 127, 816-817) 就会发现,其实[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl是已经吸附了甲醇的产物(硼酸甲酯),真正能够吸附甲醇的是由硼酸与胍盐所构成的复合体系(Reaction between boric acid and guanidinium salts in methanolic solution at room temperature in the presence of various bases and anions gives well-formed crystals of composition {[B(OCH3)4]3-[C(NH2)3]4} X–·solvate),所以本题命题不够严谨。现在有一种风气,喜欢把某种物质一定要说成一种有用的材料,似乎才能摆上桌面,好像有用处的东西才好见人?基础研究就那么不堪吗?事实上这篇文章(JACS, 2005, 127, 816-817)就是典型的基础研究,不过同样是被我们拿过来作为一种材料说事的,悲乎哀哉。

【附题】

9. 一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3] 为平面结构。

如何判断氢键的存在,怎么判断分子间氢键(1)

下列说法正确的是 ( A )

(A). 该晶体中存在N–H···O氢键

(B). 基态原子的第一电离能:C<N<O

(C). 基态原子未成对电子数:B<C<O<N

(D). 晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同

如何判断氢键的存在,怎么判断分子间氢键(2)

如何判断氢键的存在,怎么判断分子间氢键(3)

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