固态氨中一个NH₃分子与相邻的6个NH₃分子形成分子间氢键，冰中一个H₂O分子与相邻的4个H₂O分子形成分子间氢键，HF晶体中每个HF分子与相邻的2个HF分子形成分子间氢键。

问题③：固态NH₃中的分子间氢键比冰中的氢键多，为什么冰的熔点偏高？

【析】：相对于冰，虽然固态NH₃中分子间氢键较多，但是氢键的强度较弱(键能较小)，故固态氨的熔点较低，冰的熔点较高。

F原子半径较小，电负性较大，成键电子对偏向于F原子程度大，所以氟化氢晶体中的氢键F－H…F键长(255pm)较短，键能较大(28.1kJ/mol)；

N原子半径较大，电负性较小，成键电子对偏向于N原子程度小，所以固态氨中的氢键N－H…N键长(338pm)较长，键能较小(5.4kJ/mol)；

O原子半径介于n(和)F之间，电负性介于n(和)F之间，所以冰中的氢键O－H…O键长(276pm)较长，键能较小(18.8kJ/mol)。

氢键的强度如下表：

表2－9 某些氢键的键能和键长

人教版《化学》选择性必修2 2020年5月第1版 P.58

综合考虑，冰中氢键较多，且氢键较强，故冰的熔点高于固态氨和氟化氢晶体。

问题④：熔点：CH₄＜NH₃＜H₂O＜HF沸点：CH₄＜NH₃＜H₂O＜HF

【析】：晶体CH₄中存在的作用力是分子间作用力(范德华力)，作用力较弱，熔沸点较低。

NH₃、H₂O、HF三种晶体中均有分子间氢键——

氢键强度不同：F原子半径较小，氢键强度较强，HF熔点较高。

(CH₄的熔点低于HF)

氢键数目不同：NH₃、H₂O两种晶体氢键较多，熔沸点较高。

NH₃中氢键多而弱，H₂O中氢键少而强。

(熔沸点：CH₄＜NH₃＜H₂O)

氢键断裂程度不同：

冰的熔化热只有5.0kJ▪mol^－1，H－O…H氢键的键能为18.8kJ▪mol^－1，氢键最多被破坏：5.0/(18.8×2)=13％

水中仍有较多的分子间氢键。气态水蒸气的分子间几乎完全断裂，需要的能量较多，导致沸点较高。

分子间氢键能够使熔沸点反常地高。

总的来说，分子间氢键对分子晶体熔沸点的影响比较大，同时，也应综合考虑氢键数目和氢键键能等因素对分子晶体熔沸点的影响。