上一節我們提到水結成冰以後，冰浮在水上，這說明水的固體比液體要輕，這實在是一個特例。這是因為水分子之間存在"氫鍵"。

冰晶體的空間網狀結構，通過"氫鍵"結合成了類似鑽石的結構

"氫鍵"究竟是什麼玩意呢？竟然如此奇妙？

我們知道水分子由一個氧原子和兩個氫原子通過共價鍵結合在一起。

氧原子大，電負性強，而氫原子小，在共價鍵這場拔河比賽中，弱小一方的氫原子的電子雲就不可避免的被"拖"向氧原子，表現為氧原子稍帶負電，而氫原子稍帶正電，簡直像一個"電子雲衣服"脫了一半的"半裸"質子。

這個帶正電的"半裸"質子特别容易被另一個水分子裡的帶負電氧原子裡的孤對電子吸引，形成較強的分子間作用力，這就是"氫鍵"！

水分子裡，大哥氧原子拼命的拖拽氫原子的電子雲

氫鍵當然不止存在于水中，隻要有電負性稍強的、帶孤對電子的元素，如氮、氧、氟、氯等，跟氫形成極性鍵，容易将氫的電子雲拖過去，就可以形成氫鍵。比如氫氟酸、氨水、鹽酸裡，甚至更複雜的有機分子裡，都存在着氫鍵。

氨水中也存在氫鍵，因此氨在水中的溶解度超級大

由于水中存在這麼多分子間的"氫鍵"，所以水的宏觀表現和其他很多物質明顯反常。比如水比硫化氫的沸點高，那是因為水中有很多的氫鍵，分子間作用力強，而硫化氫就沒這麼多牽絆，早早的沸騰了。

同理，氨的沸點高于磷化氫，氟化氫的沸點高于氯化氫，也是氫鍵的貢獻。

水的沸點在100度，有氫鍵的貢獻

水是液體的時候，流動性較好，好比熱鬧的舞場，兩個水分子相遇，相擁成鍵了，劃過一段短暫的舞步，然後迅速離開，尋找新的舞伴。

而結冰以後，在冰雪嚴寒之下，水分子們冷靜了不少，回到了自己的座位，相鄰水分子之間都有氫鍵生成，形成正四面體結構。

這種四面體結構對空間的利用率較低，隻有34%，因此冰比水疏松，密度隻有水的0.9倍。這才能讓我們看到冰浮于水上的反常現象，而其他大多數物質的固态都比液态比重大，會敦實的沉于液體之下。

冰在水中産生的浮力歸根到底來自氫鍵

冰比水輕隻是"氫鍵"的魔力的一個很小的表現，"氫鍵"在各個方面都影響了很多物質的物理化學性質。

甚至影響到DNA的形成，DNA之所以可以以雙螺旋結構穩定存在，其中就是依賴于氫鍵而存在。

DNA的雙螺旋結構，之所以能穩定，是由于堿基之間存在氫鍵

類似的情況還出現在蛋白質的結構裡。

蛋白質的二級結構有α折疊、β折疊。α折疊是螺旋結構，螺旋層與層之間的氨基酸之間存在氫鍵。

β折疊是平面結構，平面内任意兩排氨基酸之間存在氫鍵，緊密結合。如果沒有氫鍵的存在，蛋白質就沒有那麼緊緻，而是松松垮垮，根本無法充當生命的骨架。

蛋白質依靠分子内氫鍵形成α螺旋二級結構，并将自身折疊起來

羊毛就是一種蛋白纖維，彈性好，保暖，因此人們非常喜愛用它來做成衣服。它的主要成分為角蛋白，由多種α-氨基酸構成，分子間形成氫鍵。

當我們拉伸羊毛的時候，會感覺到一股張力讓羊毛回縮，這就是氫鍵的力。

羊毛衫不能用溫度高的水來洗，因為這樣容易使蛋白纖維裡的氫鍵斷裂，羊毛的韌性、彈性就永久性的喪失了，羊毛衫看起來就會失去形狀，松松垮垮了。

2013年，中科院國家納米科學中心"拍攝"到了"氫鍵的照片"，證明了"氫鍵"絕非科學家腦裡幻想出來的，而是真實存在的科學事實。

"氫鍵"的照片，其中黃色為重點标志出的"氫鍵"。很多事物都是首先存在于科學家的理念之中，在普通人看起來，他們的一些想法和瘋子沒什麼兩樣。但是隻要堅持理性分析、推理，最終一定會被事實證明。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!