前言

氢键作为一类非共价键作用力，自从20世纪30年代被化学大师鲍林提出并确定以来，在化学、生物、物理及材料科学研究中一直处于非常重要的地位。由于绝大多数有机分子和大分子、水和大多数有机溶剂以及很多无机化合物和离子等都含有氢原子，氢键几乎可以说是无处不在。从氢键的提出到现在，有关氢键的基础理论研究一直受到化学家的重视。但对于大多数研究人员来说，氢键主要是一类广泛存在的方向性较强的静电作用力，对分子、离子和大分子的物理、化学、生物和材料性质都可以产生很大的影响，被广泛地应用于解释很多重要的物理、化学和生物现象，并被广泛应用于设计新的分子和大分子体系，用于产生和提高需要的性质和功能等。

超分子化学是研究分子以上层次的化学，研究分子聚集体的结构、组分间的相互作用、聚集体形成的过程和综合性质等。分子识别和自组装是超分子化学的主要研究内容，前者强调结合的过程，后者重视集合体的整体结构与性质。超分子化学研究可利用的非共价键作用力包括氢键、配位作用、疏溶剂作用、范德华力、供体-受体相互作用、偶极相互作用及离子对静电作用等。这其中，氢键和配位作用具有较高的方向性，而氢键具有结合基元简单、易于修饰和集成化，能存在于不同溶剂中、结合强度跨越幅度大、结合模式种类多样、可以存在于所有分子和大分子体系中等特点。因此，在超分子化学研究中，以每年发表的论文数计算，以氢键为驱动力的研究约占三分之一，一直占据最大的比例。基于氢键的超分子化学研究范围之广泛，氢键超分子体系功能之复杂多样，应用之广泛，也是其它非共价键作用力所不及的。

目前，国际上已经出版多本以氢键为主题的超分子化学方面的图书，每年都有大量的涉及氢键的综述性文章发表，但国内尚没有专门论述基于氢键的超分子化学方面的著作。我国过去十年来超分子化学研究迅速发展，发表的涉及氢键的研究论文约占整个世界同期发表论文的32％（2016年底SciFinder数据）。出版一本面向中文读者的关于氢键的分子识别和自组装的专题图书显然是非常必要的。

本书编写的主要出发点是面对超分子化学领域的年轻科研人员、研究生和高年级大学生。本书采用的文献以最近十年发表的论文为主。每个章节都尽量简述研究的背景及重要性，具体内容以代表性的工作为主，并尽量收录我国学者发表的研究成果。重要的专题都给出近期发表的代表性综述文章，以方便读者迅速获得更加详细的文献资料。我们希望提供一本类似教科书功能的参考书，为年轻科研人员迅速了解氢键研究的背景、原理和方法，基于氢键的分子识别现象，氢键驱动的自组装结构和功能等提供一个快速通道。全书共包括13章，兼顾了氢键分子识别与自组装研究的基础和应用两个方面，有助于其它领域的科研人员了解氢键控制分子及大分子性质与功能的原理和方法。

黎占亭　张丹维

2017年1月