为什么NH3、H2O、HF的沸点会反常
如图16所示，同族元素的氢化物一般随着相对分子质量的增大，沸点逐步增高。但是，在氮族、氧族、卤族的氢化物中，NH 3、H 2O、HF的沸点会出现反常现象，这是什么原因呢？
图16 常见氢化物的沸点(https://www.daowen.com)
共价分子之间存在比化学键弱得多的相互作用，称为分子间作用力。这种分子间的相互作用力是由荷兰科学家范德华提出的，因此又称为范德华力。一般来说，范德华力越大，物质熔化和汽化时克服分子间作用力所需的能量就越多，该物质的熔点、沸点也就越高。对组成和结构相似的物质来说，范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强，表现为熔点和沸点不断升高。但是，在氮族、氧族、卤族的氢化物中，NH 3、H 2O、HF的相对分子质量最小，沸点反而最高，其原因是在这些分子之间存在一种特殊的分子间作用力，即氢键。
以HF为例，在HF分子中，由于氟的电负性很大，H-F键的极性很强，共用电子对强烈地偏向氟原子，氢原子的电子云被氟原子吸引，使氢原子几乎成为“裸露”的质子。这个半径很小且带部分正电荷的氢原子核，允许带部分负电荷的氟原子充分接近，并产生静电作用而形成氢键。
图17 HF分子间的氢键
氢键是一种特殊的分子间作用力，是由极性很强的A-H键上的氢原子跟另一个键上电负性很强、原子半径较小的B原子（如N、O、F原子）的孤对电子之间相互作用而形成的作用力。氢键通常用A—H…B表示，其中A、B代表N、O、F等电负性大且原子半径较小的原子，A、B既可以是同种原子，也可以是异种原子。式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。
只有与电负性大、半径小且有孤对电子的元素的原子化合的氢原子之间才能形成氢键。例如，NH 3、H 2O、HF等分子都可在分子间形成氢键。氢键的键能一般在40 kJ/mol，比共价键的键能小得多，比范德华力稍大。NH 3、H 2O、HF由于分子间存在氢键，液体汽化时必须破坏分子间氢键，所以要消耗较多能量，因此它们的沸点远高于同族其他氢化物的沸点。