分子內氫鍵會不會影響化學性質？

DNA分子內的氫鍵影響其穩定性，穩定性是化學性質，那為什麼資料上說分子內氫鍵不會影響化學性質呢？

高中階段，一般都認為氫鍵不影響化學性質。這也很好理解：它都不是化學鍵嘛，也就影響一下熔沸點、溶解度之類的物理性質。嗯，很有道理的樣子。

可是確實也存在問題。

就氫鍵本身而言，它比化學鍵弱，但比范德華力強。這是因為，共價鍵的形成是要兩個原子的電子云有效重疊；而范德華力完全是分子間的靜電作用（物理的），沒有鍵合的效應（化學的），那自然就弱了許多。

可是氫鍵呢，它可以看成是電子云「部分重疊」，就是電負性強的氟、氧、氮等原子的電子云跟氫原子重疊了一點。這就不是純粹的靜電作用了，肯定比范德華力要強；也不是那種真正的形成了化學鍵，所以比共價鍵又要弱。那麼，這種介於中間的特殊作用力，對物質的性質的影響也就不那麼絕對了。

應該這麼說：氫鍵對物質的化學性質沒有普遍而顯著的影響。

在高中化學裡，能印證這句話的例子太多了（全都是）。

反例的話，可能主要就是通過電子效應影響無機含氧酸的酸性吧。（高中基本上沒有涉及。）

在羥基中，那一對鍵合電子本來是偏離氫原子的（因為氧的電負性比較大嘛），所以氫原子帶有一定的正電性(δ+)，跟氫離子（質子）比較接近；那麼它也就容易把電子全給氧，然後自己真的變成質子掉下來。這就是電離理論中酸性的產生了。

那氫鍵影響酸性是怎麼回事呢？就是電子云「部分重疊」，外來的那個X(F, O, N)的部分孤電子對抵消了氫原子的正電性，所以那個氫原子也就不那麼像質子了；或者說，它又被另一種有點強的作用力給結合住。總之，它就不再那麼容易變成氫離子離解下來，所以酸性就一定程度地減弱了。

而DNA這種生物大分子的話，情況還要複雜和特殊一些。

先稍微介紹一下構型和構象的概念吧。

分子的構型就是高中討論的分子結構——分子的組成、形貌（拓撲）等。其實就是兩個分子能不能（通過旋轉共價單鍵）完全重合（所以其實也區別了手性異構體）。注意這裡的化學鍵是可以旋轉的（但是形成π鍵這種被化學作用「固定」的不能轉。），認為旋轉前後是同一種物質。這其實很好理解，因為鍵的轉動不涉及化學鍵的斷裂和生成。

而構象就更為精細了，它還要求單鍵都不能轉，只有真正能夠直接完全重合的兩種結構，才叫這種分子的同一種構象。其實簡單的分子不存在這種問題，比如水分子、氨氣、甲烷，那怎麼轉都還是那樣嘛（「對稱」的）。可乙烷就不一樣了，兩個甲基上氫原子的相對位置關係有無窮多種，中間那根碳碳單鍵轉一點角度就是變了一種構象了（也可以說是另一種分子——構象異構體）。

而核酸一般有三個層次的結構。

一級結構就是構型，二級結構和三級結構是構象。比如DNA的雙螺旋就是二級結構，螺旋鏈還可以去形成三級結構。有的RNA還有四級結構。

所以由氫鍵維持的雙螺旋結構其實是構象的問題。那麼構象的穩定性算不算化學性質呢？

請循其本：化學性質由化學變化體現；化學變化一定產生新物質。前面說了，構象改變，這個分子就確實發生了變化，而這種變化產生新物質沒有呢？確實也可以說：這是變成另一種構象異構體了，所以產生了新物質，是化學變化。可是……這麼說似乎有點鑽牛角尖，意義不大。而且氫鍵畢竟也不是化學鍵，水發生相變時氫鍵的變化也不算做是化學反應嘛。這個DNA的雙螺旋解開，既沒有舊的化學鍵斷裂，也沒有新的化學鍵生成，很難說是個化學變化。

另一方面，破壞了分子的構象，而保留其構型的話，化學性質看似不會有太大改變，因為各種基團及其形貌關係都沒變。

可是我們還知道，生物大分子的結構是不能變的，變了要出大事——這就是特殊性，因為DNA的雙螺旋一破壞，生物活性就喪失了；這也是我們引入更加精細的「構象」來研究它的原因之一吧。

但從概念本身來講呢，「失去生物活性」並不等同於「改變化學性質」。

（化學性質是要由化學反應體現的，核酸相關的生化反應都算是化學變化，那麼應該也可以說是改變了化學性質吧。）

綜上，氫鍵可能會影響物質的化學性質。

但是高中階段不涉及。

首先糾正你一個錯誤，穩定性有很多種，比如「機械穩定性」就跟物質的化學性質沒多大關係，所以不能一概而論。

其實嚴格意義上講，分子內氫鍵絕對是會改變物質的穩定性的。比如分子內氫鍵會改變物質原有的酸性，比如順丁烯二酸和反丁烯二酸的pKa1就相差甚遠，這就是因為順丁烯二酸的兩個羧基可以產生分子內氫鍵。

從你舉的例子來看，我認為你現階段不需要思考這個問題太深入。你就這麼理解：

即使形成分子內氫鍵，它也不會變成另外一種物質。

以我目前知識水平來說，分子內氫鍵對分子化學性質沒有顯著影響。有機而言，官能團不變較少會有極大的化學性質變化。氫鍵對沸點等物理性質影響更為顯著。但是，分子內氫鍵對其反應性是有一定影響。以下為兩個例子作用:

一、增加化合物穩定性

案例一：1,3-二羧基化合物烯醇化（Enolisation of 1,3-dicarbonyl compound）

一般而言，羧基化合物的烯醇（enol）形式並不穩定，其平衡遠偏向酮一邊。但是1,3-二羧基化合物能通過分子內氫鍵形成六元環，來穩定其對應烯醇。所以二羧基化合物α位氫酸性更強。（2,4-戊二酮：pKa 10-15；丙酮：pKa &>20）

因此，在烷基化反應中（alkylation），二羧基化合物不需要強鹼（如LDA,KH）將其完全烯醇化。醇的離子（alkoxide，pKa ca. 16）即可，之後加入相對應的鹵代烷烴（RX）或Michael Acceptor。

二、導向性（selectivity）

案例二：單線態氧與二烯烴的反應

在單線態氧與二烯烴的反應中，反應物中若含羥基或羧基，可以和單線態氧之間氫鍵連接。單線態氧加成是否是同側（syn-addition）還是異側（anti-addition）於羥基或羧基，取決於對應conformer是否有較大電子排斥（electronic repulsion），導致生成物不穩定。

（插入圖片，知乎維護中）

綜上所述，有機物內氫鍵可以增加化合物穩定性，從而增加產率，或使平衡偏向穩定化合物一邊。與反應物生成的氫鍵也具有導向性。

註：作者為新加坡留學狗，化學知識體系是建立在全英文之上，因此加入英文注釋以免翻譯不當，還請各位讀者指正。本人化學知識有限，不當之處也勞煩各方大神指正。

參考文獻：

Clayden, J., Greeves, N., Warren, S., Wothers, P. (2001). 20, 25. In Organic chemistry (pp. 457-458, 592). Oxford: Oxford University Press.
Jacquot, C. (n.d.). CYCLOADDITIONS WITH SINGLET OXYGEN MECHANISM AND SUBSTITUENT DIRECTING EFFECTS. Retrieved March 18, 2004, from https://chemistry.illinois.edu/system/files/inline-files/Jacquot.pdf

影響。即使以高中化學的角度思考。例如硝基苯酚的酸性問題。酸性顯然是化學性質

影響。類似的還有乙醯乙酸乙酯。