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下列分子间不能形成氢键的是 A. HF B. H2O C. NH3 D. CH4

下列分子间不能形成氢键的是 A. HF B. H2O C. NH3 D. CH4

分子间能否形成氢键取决于是否同时满足两个核心条件:一是分子中存在与高电负性原子(F、O、N)直接共价键结合的氢原子,二是存在另一个具有孤对电子的高电负性原子(F、O、N)。在选项中,CH₄(甲烷)无法满足这两个条件,因此不能形成分子间氢键。

具体来看,HF中的H与电负性最大的F(3.98)结合,形成强极性键,使H带部分正电荷,同时F的孤对电子可与另一个HF分子的H形成F-H…F氢键。H₂O中O的电负性(3.44)同样能使O-H键极化,且每个水分子可通过O的两对孤对电子和两个H原子形成O-H…O氢键网络。NH₃的N电负性(3.04)虽弱于F和O,但仍能形成N-H…N氢键。

而CH₄的情况截然不同:C的电负性仅为2.55,与H形成的C-H键极性极弱,H几乎不带正电荷;同时分子中也没有F、O、N等能提供孤对电子的高电负性原子。这两个条件的缺失使得甲烷分子间只能存在范德华力,无法形成氢键。这一结论也得到了化学教材和试题分析的直接验证,明确指出CH₄是选项中唯一不能形成分子间氢键的物质。

理解氢键的选择性有助于解释物质的反常性质——比如H₂O的沸点远高于同族的H₂S,而CH₄的沸点则完全符合分子间作用力随分子量变化的规律。那么,你认为氢键的存在还会对哪些物质性质产生显著影响?

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