（59）零空间论与氢重叠键的实例解析

零空间论与氢重叠键的实例解析

当氢原子与其他原子形成重叠键的时候，往往其他原子内的共用电子运动到重叠区内会使整个氢原子（包括氢原子中的重叠区和非重叠区）都变为膨胀状态，这样一来氢原子中的非重叠区就会和处于收缩状态的其他原子产生异性吸引力，含有氢原子的这种重叠键叫作氢重叠键，也叫氢共用键，简称氢键。

例如 : 水分子（H ₂ O）。水是由两个 H 和一个 O 组成。两个 H 中的两个轨道和一个 O 中的两个轨道合并重叠分别形成两个合并轨道。两个 H 中的 2 个电子和一个 O 中的 2 个电子组成 2 对共用电子分别在两个合并轨道上运动。这样一来，一个 O 和两个 H 就形成两个一般重叠化学键。按照零空间论关于氢键的理论，当O 中无论哪个重叠键上的电子运动到重叠轨道上时，与重叠区对应 H 的非重叠区就会处于膨胀状态并产生膨胀力，而每一个H ₂ O 中的O 非重叠区始终仍处于收缩状态，这时该 H 就会跟其他相邻的水分子中的 O 产生相互吸引的作用力。这种吸引力就是现代化学所谓的氢键效应。但当 H 中的一个电子运动到重叠区轨道上时，却不能使 O 的非重叠区产生膨胀状态。因此一个 H ₂ O 中的 H 与另一个 H ₂ O 中的 O 所发生的氢键结合力其实是一种“有缝连接”。正是这种有缝连接，才使得两个水分子之间产生若即若离的结合关系。这也是水这种化合物之所以成为液态和流体的原因。

O 内的共用电子运动到重叠区之所以会使 H 的非重叠区产生膨胀作用力，零空间论认为有两种原因：一是 H 原子本来就体积较小，自身收缩力相应较小，产生重叠区后，因重叠区也要占用一定的自身收缩力，这就使得非重叠区的自身收缩力变得更小，使得非重叠区的收缩差变得更小。当 O 内的电子运动到重叠区时，重叠区就会产生非持续膨胀力，这种膨胀力会很容易波及 H 的非重叠区，也使 H的非重叠区内所有电子的运动质量很容易大于非重叠区的自身收缩力，这样非重叠区就会处于膨胀状态，从而使 H 原子产生膨胀性电磁力。一是原子重叠区和非重叠区本来就存在整体关系，所以重叠区产生作用力的变化，很容易波及非重叠区域，波及整个原子都会相应表现同一种膨胀力。