分子间存在吸引力
分子间的作用力
分子间的作用力上面已经讨论了三种基本类型的化学键,它们都是分子内部原子间较强的结合力,是决定分子化学性质的主要因素。
在分子与分子之间还存在着较弱的作用力,它是决定物质的沸点、熔点、溶解度等物理性质的重要因素。
为了更好地说明分子间作用力,先谈一下分子极化的问题。
一、分子极化任何分子都有正、负电重心,任何分子又都有变形的性能。
因而在外电场的作用下,分子的电荷重心可发生相对的位移,即分子发生变形,这个过程就叫分子的极化(被极化)。
例如非极性分子,正、负电重心是重合的,但在外电场作用下,正负电重心可被拉开,发生变形并产生偶极(图3-59),这叫诱导偶极(外电场除去,偶极也消除)。
对于极性分子,其本身具有偶极这叫固有偶极,在没有外电场作用时极性分子的固有偶极由于热运动,而杂乱排列。
但在外电场作用下杂乱无章的极性分子可按电场方向定向排列起来,同时由于电场的作用而使偶极加大(固有偶极加诱导偶极)产生一定的变形(图3-60)。
由上可看出,无论非极性分子还是极性分子在外电场作用下都可发生极化作用。
二、分子间力的形成如果将外电场换成极性分子自身所产生的电场,这就与上述情况相似,彼此有相互作用,也就产生了分子间力,下面就分别来分析这方面的情况。
1.取向力当极性分子和极性分子相互接近时,它们的固有偶极的同极相斥而异极相吸,就使得极性分子按一定方向排列(图3-61),因而产生了分子间的作用力,这种力叫取向力。
显然,极性分子的偶极矩越大,取向力越大。
这种力只存在于极性分子与极性分子之间。
2.诱导力当极性分子和非极性分子相接近时,非极性分子在极性分子的固有偶极的作用下,发生极化,而产生诱导偶极,然后诱导偶极与极性分子固有偶极相互吸引(图3——62)。
这种由于诱导偶极而产生的作用力,称为诱导力。
这种力产生于极性分子与非极性分子之间,当然极性分子与极性分子之间也互相诱导,因而也有这种力。
3.色散力非极性分子与非极性分子之间有无作用力?实验指出,N2、O2、H2……等气体,只要充分降温,都可以转变成液态和固态。
分子间作用力与超分子化学(强烈推荐)
4.2 分子间作用力与超分子化学4.2.1 分子间作用力1. 分子间作用力(van de Walls Interaction)在物质的凝聚态中,除了分子内相邻原子间存在的强烈的化学键外,分子和分子之间还存在着一种较弱的吸引力——分子间作用力。
早在1972年,范德华(van de Walls)就已注意到这种力的存在,并考虑这种力的影响和分子本身占有体积的事实,提出了著名的范德华状态方程式。
所以分子间作用力也称为范德华引力。
范德华引力是决定物质的熔点、沸点、气化热、熔化热、溶解热、表面张力、粘度等物理化学性质的主要因素。
分子间主要作用包括:荷电基团、偶极子、诱导偶极子之间的相互作用,氢键、疏水基团相互作用、π…π堆叠作用以及非键电子推斥作用等。
大多数分子的分子间作用能在10kJ·mol-1以下,比一般的共价键键能小1~2个数量级,作用范围在300~500pm。
荷电基团间的静电作用的本质与离子键相当,又称盐键,例如—COO-…+H3N —,其作用能正比于互相作用的基团间荷电的数量,与基团电荷重心间的距离成反比。
偶极子、诱导偶极子和高级电极矩(如四极矩)间的相互作用,通称范德华作用。
氢键作用是分子间最重要的强相互作用,下面将详细介绍。
疏水基团相互作用是指极性基团间的静电作用和氢键使极性基团倾向于聚集在一起,因而排挤疏水基团,使疏水基团相互聚集所产生的能量效应和熵效应。
在蛋白质分子中,疏水侧链基团如苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等较大的疏水基团,受水溶液中溶剂水分子的排挤,使溶液中蛋白质分子的构象趋向于把极性基团分布在分子表面,和溶剂分子形成氢键和盐键,而非极性基团聚集成疏水区,藏在分子的内部,这种效应即为疏水基团相互作用。
据测定使两个>CH2基团聚集在一起形成>CH2…H2C<的稳定能约达3kJ·mol-1。
π…π堆叠作用是两个或多个平面型的芳香环平行地堆叠在一起产生的能量效应。
水的张力原理
水的张力原理
水的张力原理是指液体表面上的分子间存在着相互吸引的力,这种力被称为张力。
在水中,这种吸引力主要是由水分子之间的氢键作用引起的。
水的张力可以通过以下几个方面来解释:
1. 表面张力:水的分子在液体内部受到周围分子的吸引力,因此内部的水分子呈现出较为稳定的状态。
而在液体表面,由于缺乏上方的吸引力,表面分子受到水的内部分子的吸引力,因此呈现出比较紧密的排列,形成一种类似于弹性薄膜的结构,这种现象被称为表面张力。
表面张力使得水在某些情况下能够形成水滴,并且在水的表面上形成一定的弹性薄膜。
2. 毛细作用:毛细作用是指液体在细小的管道或管道中上升或下降的现象。
当一根细小的毛细管插入液体中时,液体分子在管道内部受到表面张力的作用,呈现出向上运动的趋势。
这个现象与水的张力有关,因为水的张力使得液体分子在细小管道中紧密排列,并且受到上方分子的引力,从而产生向上运动的趋势。
3. 因果树效应:当一棵植物的根部处于土壤中时,根部的水分子受到土壤颗粒内部分子的吸引力。
由于这种吸引力,水分子会沿着颗粒间隙形成一根小管道,向上输送水分。
这个现象被称为因果树效应,也与水的张力有关。
综上所述,水的张力原理可以解释液体表面的张力现象、毛细作用和植物根部的因果树效应等现象。
分子间存在引力的证明(3篇)
第1篇一、引言引力,作为自然界的基本力之一,对物质世界的运动和结构产生了深远的影响。
在宏观世界中,引力表现为天体间的相互吸引,而在微观世界中,分子间的引力则影响着物质的性质和状态。
本文将从实验、理论分析和现代物理学角度,探讨分子间存在引力的证据。
二、实验证据1. 气体凝聚实验19世纪末,英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell)提出了分子运动论,认为气体分子之间存在相互作用的力。
为了验证这一观点,德国物理学家威廉·康拉德·伦琴(Wilhelm Conrad Röntgen)在1876年进行了一系列气体凝聚实验。
实验结果表明,当气体温度降低时,分子间的距离减小,引力逐渐增强,最终导致气体凝聚成液体。
2. 气体动力学实验19世纪末至20世纪初,英国物理学家吉奥夫里·亨利·汤姆逊(Geoffrey Henry Thomson)和德国物理学家詹姆斯·弗兰克(James Frank)等人通过气体动力学实验,证实了分子间存在引力。
实验发现,当气体分子从高温向低温运动时,其速度分布呈现出明显的偏差,这与分子间引力有关。
3. 分子间作用力实验20世纪中叶,美国物理学家阿瑟·康普顿(Arthur Compton)和英国物理学家弗朗西斯·威廉·阿斯顿(Francis William Aston)等人通过分子间作用力实验,进一步证实了分子间存在引力。
实验发现,当分子间距离减小时,其相互作用力增强,这表明分子间存在引力。
三、理论分析1. 牛顿万有引力定律英国物理学家艾萨克·牛顿(Isaac Newton)在1687年提出了万有引力定律,该定律认为宇宙中任何两个物体之间都存在引力,其大小与两物体的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
这一理论为分子间存在引力提供了理论依据。
化学反应中的分子间力
化学反应中的分子间力在化学反应中,分子间力起着至关重要的作用。
分子间力是指分子之间的相互作用力,包括静电力、共价键和范德华力等。
这些力量的存在和相互作用决定了分子的结构、反应速率和性质。
本文将探讨化学反应中分子间力的不同类型及其作用。
1. 静电力静电力是由于正电荷和负电荷之间的相互吸引或排斥而产生的。
在化学反应中,离子间的静电力起着重要作用。
正离子和负离子之间的静电吸引力促使它们结合成为化合物。
例如,氯离子和钠离子的静电吸引力导致氯化钠的形成,这是常见的离子化合物之一。
2. 共价键共价键是由共享电子对而形成的化学键。
它是分子中原子之间的主要相互作用力之一。
共价键的强度取决于原子核附近电子的云密度。
当原子间的电子云重叠时,共享的电子会形成共价键。
这种共享电子对的共价键与分子的稳定和化学性质有关。
例如,氢氧化物分子中的氢和氧原子通过共价键结合在一起,形成稳定的水分子。
3. 范德华力范德华力是分子间的一种相互作用力,它是由于电子运动引起的分子偶极瞬时形成。
范德华力的强度取决于分子之间的距离和相互作用的极性。
这种力量对于形成液体和固体非常重要,它导致了液体的黏度和固体的强度。
另外,在分子间的范德华力的作用下,分子也具有互相吸引的性质。
例如,在溶液中,溶剂分子与溶质分子之间的范德华力导致它们相互吸引,从而使得溶质能够溶解在溶剂中。
4. 氢键氢键是一种特殊的静电相互作用力,它在分子间形成时涉及到氢原子与较电负原子之间的吸引力。
氢键通常出现在氢原子与氮、氧或氟原子之间。
氢键的形成和断裂对于很多生物分子的结构和功能具有重要影响。
例如,DNA中的碱基之间的氢键稳定了双链结构,保护了遗传信息的完整性。
综上所述,化学反应中的分子间力在控制分子的结构和性质方面起着关键作用。
静电力、共价键、范德华力和氢键是化学反应中常见的分子间力类型。
它们通过相互吸引、共享电子或电子云重叠等方式参与到物质的形成和变化中。
理解和掌握分子间力对于深入了解化学反应的机制和应用具有重要意义。
§1.5.3 分子间的吸引力与排斥力
(2)排斥力作用半径: • 只有两分子相互“接触”、“挤压”时才呈现出排 斥力。 • 可简单认为排斥力作用半径就是两分子刚好“接触” 时两质心间的距离,对于同种分子,它就是分子的直 径。
• 因为吸引力出现在两分子相互分离时,故排斥力作用
半径比吸引力半径小。
•
液体、固体受外力压缩达平衡时,排斥力与外力平
衡。
•
从液体、固体很难压缩这一点可说明排斥力随分子 质心间距的减小而剧烈地增大。为什么?
(二) 分子力与分子热运动这一对矛盾
•
分子间相互吸引力、排斥力有使分子聚在一起的
趋势,但分子热运动却力图破坏这种趋向,使分子尽
量相互散开。
•
在这一对矛盾中,温度、压强、体积等环境因素起
了重要作用。
• 气体分子由于受到容器的约束而使热运动范围受到限
分子吸引力作用半径的存在:
•只有当分子质心相互接近到某一距离内,分子 间相互吸引力才较显著, •把这一距离称为---分子吸引力作用半径。
很多物质的分子引力作用半径约为分子直径的2-4倍
左右,超过这一距离,分子间相互作用力已很小,可
予忽略。
二、 排斥力
(1)能说明排斥力的现象: • • ①固体、液体都很难压缩;为什么? ②气体分子经过碰撞而相互远离。为什么?
无论是分子力、万有引力,它们都分别与粒子热运 动形成一对矛盾,这对矛盾的两个方面相互制约和变
化,决定了物质的不即中子、质子 的总称)所组成的没有容器的“气体”。质子间受到 很强的库仑斥力,它们不散开是依靠核子间的结合力。
止。
•
随着气体密度增加,分子平均间距越来越小,分子
间相互吸引力不能予以忽略且越来越大。
再将温度降低,分子热运动也渐趋缓慢,分子力与热 运动这对矛盾中,分子力渐趋主导地位。
分子间吸引力
分子间吸引力
分子间吸引力是指在分子之间存在的相互吸引力。
这种吸引力是由分子之间的电荷分布引起的。
分子中的原子带有正负电荷,当它们靠近时,它们的电荷分布会相互影响,导致它们之间存在吸引力。
分子间吸引力可以分为三种主要类型:范德华力、氢键和离子键。
1. 范德华力:范德华力是由于电子在分子中的运动而产生的临时偶极子,使得分子之间存在一种暂时的吸引力。
这种吸引力较弱,但是在大量的分子中的累积效应下,可以对物质的性质产生重要影响。
2. 氢键:氢键是一种特殊的分子间吸引力,它发生在氢原子与较电负的原子(如氧、氮和氟)之间。
氢键具有较高的强度,可以使分子在空间中形成特定的结构,对化学反应和物质的性质起到重要作用。
3. 离子键:离子键是由正负电荷之间的静电吸引力所引起的。
当正电荷离子与负电荷离子相互作用时,它们会结合在一起形成化合物。
离子键通常具有较高的强度,使得化合物具有稳定的晶格结构和高熔点。
除了以上三种主要类型的分子间吸引力外,还存在其他较弱的吸引力,如极性-极性相互作用、极性-非极性相互作用和疏水效应等。
这些吸引力的存在和相互作用决定了分子的结构、物理性质和化学性质。
初中物理知识点题库096分子间存在相互作用的引力和斥力
1.下列现象能说明分子间存在吸引力的是()A、固体和液体很难被压缩B、红墨水滴入水中很快散开C、酒精和水混合后总体积变小D、两个表面光滑的铅块紧压后会“粘”在一起答案:D解析:A、固体和液体很难被压缩是因为分子间存在相互的斥力,故A错误;B、红墨水滴入水中是因为墨水分子做无规则运动,故B错误;C、酒精和水混合后体积减小,是因为分子间有空隙,故C错误;D、两个表面光滑的铅块紧压后,由于分子间存在相互的引力而使两块铅块粘在一起,故D 正确题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力.2.把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记下测力计的读数.如图让玻璃板的下表面接触水面,然后稍稍用力向上拉,发现弹簧测力计读数变大,其原因是玻璃板与水的接触面之间存在()A、摩擦力B、分子引力C、分子斥力D、大气压力答案:B解析:当玻璃接触水面时,由于水分子和玻璃分子距离较近,故两种分子之间会产生相互作用的引力,弹簧测力计要将玻璃拉起需提供比玻璃重力大的力.故说明玻璃和水的接触面之间存在相互作用的分子引力.题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力.3.科学家最新研究表明,壁虎脚掌没有吸盘,壁虎的每只脚底部长着数百万根极细的刚毛,而每根刚毛末端又有更多更细的分支,这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近,由此可知壁虎在天花板上攀爬本质上靠的是()A、分子引力B、大气压强C、地球引力D、板壁弹力答案:A解析:壁虎刚毛与物体表面分子间的距离非常近,壁虎刚毛分子和物体分子之间存在相互作用的引力,所以壁虎不会掉落下来.题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力.4.关于粒子和宇宙,下列认识中正确的是()A、红墨水在水中散开说明分子间有排斥力B、用鼻子嗅气味能鉴别醋和酱油表明分子在运动C、在水分子、氢原子和电子中,尺度最小的是氢原子D、宇宙是一个有层次的天体结构系统,恒星是绝对不动的答案:B解析:A、红墨水在水中会散开,是因为墨水分子运动到水中,说明了构成物体的分子在不停的做无规则运动,所以A是错误的;B、鼻子可以闻到醋和酱油的气味,是因为醋和酱油分子运动到了空气中,所以B是正确的;C、原子核和电子构成原子,原子构成分子,所以尺度最小的是氢原子,所以C是错误的;D、运动是相对而言的,没有任何物体是绝对不动的,选择了不同的参照物,物体的运动情况就是不同的,恒星相对于从它旁边运动过的流星而言就是运动的.题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的作用力.5.液体很难被压缩的原因是()A、分子问存在着引力B、分子间存在着斥力C、分子间有间隙D、分子在不停地运动答案:B解析:液体在压缩时,分子间的距离减小,小于平衡距离时,分子间的作用力表现为斥力,所以液体比较难以被压缩题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:分子间存在相互作用的引力和斥力.当分子间的距离小于平衡距离时,分子间的作用力表现为斥力;当分子间的距离等于平衡距离时,分子间表现为无力;当分子间的距离大于平衡距离时,分子间的作用力表现为引力.6.关于微观粒子的下列说法中正确的是()A、分子间存在着相互作用的引力和斥力B、0℃所有物质的分子都停止了运动C、组成固体的分子是静止的D、固体和液体分子间没有空隙答案:A解析:A、分子之间存在相互作用的引力和斥力,所以A是正确的;B、0℃所有物质的分子依然是运动的,所以B错;C、组成固体物质的分子也是运动的,所以C错;D、固体和液体相对于气体而言,分子间的空隙小,但不是没有,所以D错.题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:分子间存在相互作用的引力和斥力.当分子间的距离小于平衡距离时,分子间的作用力表现为斥力;当分子间的距离等于平衡距离时,分子间表现为无力;当分子间的距离大于平衡距离时,分子间的作用力表现为引力.7.如图所示,将两个底面平整、干净的铅柱紧压后,两个铅柱就会结合在一起,即使在下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开.这个实验表明()A、分子间存在引力B、分子间存在斥力C、分子间有间隙D、分子在永不停息地运动答案:A解析:将两个底面平整、干净的铅柱紧压后,两个铅柱的底面分子之间的距离比较大,表现为引力,使两个铅柱结合在一起,即使下面吊一个重物也不会将它们拉开.题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:分子间存在相互作用的引力和斥力.当分子间的距离小于平衡距离时,分子间的作用力表现为斥力;当分子间的距离等于平衡距离时,分子间表现为无力;当分子间的距离大于平衡距离时,分子间的作用力表现为引力.8.下列事例中,能说明分子间存在引力的是()A、铁块难以被压缩B、铁丝难以被拉断C、打开的香皂,能闻到香味D、磨光的铅片和金片,在室温下压紧五年后,可以相互渗入约1mm深答案:B解析:A、铁块难以被压缩是因为组成铁块的分子间存在相互作用的斥力,故A错误;B、铁丝难以被拉断是因为铁丝分子间存在相互作用的引力,故B正确;C、我们能闻到香皂的香味是因为香皂分子做无规则运动,和分子间的引力无关,故C错误;D、两块相互压紧的铅片和金片,是由于分子的无规则运动,而使分子进入了彼此的空隙中,故D错误题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力9.小明在学习“从粒子到宇宙”的知识后,有下列认识,其中正确的是()A、在天文学中,用“光年”作为时间单位B、宇宙是一个有层次的天体结构系统,地球是宇宙的中心C、两个表面光滑的铅块相互紧压后,它们会黏在一起,说明分子间有引力D、原子是由质子和中子组成的答案:C解析:A、光年是指光在一年内所传播的距离,它是长度单位,不是距离单位,故A错误;B、宇宙没有层次之分,是由无数天体组成,太阳是宇宙中的一颗恒星,而地球只不过是太阳的一颗行星,故B错误;C、两铅块相互紧压时,由于分子间距离达到了引力的作用范围,故两块铅块中的分子相互吸引,故说明了分子间具有引力,故C正确;D、原子是由原子核及核外绕核转动的电子组成的,原子核是由质子和中子组成的,故D错误;题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在着相互作用的引力和斥力10.如图所示的各种现象中,能用来说明分子间存在引力的是A、B、C、D、答案:C解析:A、两种溶液加在一起,总体积小于两种溶液体积之和,说明分子间有间隙.故A不正确.B、B图展示的现象,说明分子间存在斥力.故B不正确.C、两块表面平整的铅放在一起,经过一段时间下面能吊起重物,说明分子间存在引力.故C正确.D、经过一段时间两瓶都变为红棕色,说明扩散现象.故D不正确.题干评注:分子间存在相互作用的引力和斥力问题评注:分子间存在引力的条件,即分子间的距离大于平衡距离。
分子间力和溶解度的关系
分子间力和溶解度的关系分子间力是物质分子之间的相互作用力,包括范德华力、氢键、疏水作用力等。
溶解度是指在一定条件下,溶质在溶剂中能够溶解的最大量。
分子间力和溶解度之间存在密切的关系。
1.范德华力:范德华力是分子之间的一种弱吸引力,存在于所有分子之间。
当溶质分子与溶剂分子之间的范德华力较强时,溶解度较高。
例如,非极性溶质易溶于非极性溶剂,因为它们之间的范德华力较强。
2.氢键:氢键是一种特殊的分子间力,存在于带有部分正电荷的氢原子和带有部分负电荷的氮、氧、氟原子之间。
当溶质分子与溶剂分子之间存在氢键时,溶解度较高。
例如,水是极性溶剂,能够与带有羟基、氨基等官能团的分子形成氢键,因此这些分子在水中的溶解度较高。
3.疏水作用力:疏水作用力是指分子之间的排斥力,由于分子间的疏水性(不喜欢水)而产生。
当溶质分子与溶剂分子之间的疏水作用力较强时,溶解度较低。
例如,油脂是非极性溶质,由于其疏水作用力较强,在水中溶解度较低。
4.极性:极性分子具有不均匀的电子分布,导致分子带有部分正负电荷。
非极性分子具有均匀的电子分布,呈中性。
极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂。
溶解度与分子的极性有关,极性相似的分子之间溶解度较高。
5.温度:温度对分子间力和溶解度有显著影响。
一般来说,温度升高,分子间距离增大,分子间力减弱,溶解度增加。
例外情况是氢键和某些离子键,它们在高温下会增强,导致溶解度降低。
6.压强:压强对溶解度也有影响,特别是对于气态溶质。
压强增大气态溶质的溶解度,因为增加压强使溶质分子更容易进入溶剂中。
7.溶剂的极性:溶剂的极性对溶解度有重要影响。
极性溶剂能够与极性溶质形成氢键或其他分子间力,从而提高溶解度。
非极性溶剂则与非极性溶质相互作用,提高其溶解度。
8.相似相溶原理:相似相溶原理指极性相似的溶质和溶剂容易相互溶解。
例如,醇类溶质易溶于醇类溶剂,酸类溶质易溶于酸类溶剂。
综上所述,分子间力和溶解度之间存在复杂的关系。
分子间存在引力的实例
分子间存在引力的实例
1. 当我们将两个金属物体接触在一起时,它们之间的分子之间会产生引力。
这是因为金属分子中的电子云会相互作用,形成吸引力。
2. 当我们将两个水滴靠近时,它们之间会存在引力。
这是因为水分子中的氢键会相互吸引,使得水滴能够聚集在一起形成更大的水滴。
3. 地球的引力也是分子间引力的一个例子。
地球吸引着我们身体的每一个分子,使得我们能够保持在地球表面而不漂浮到空中。
4. 当我们将物体放在桌子上时,它们能够保持稳定。
这是因为桌子的分子和物体的分子之间存在引力,使得物体能够与桌面产生摩擦力,保持不移动。
5. 星系之间的引力也是分子间引力的一个例子。
恒星和行星等物体之间的引力相互作用,使得它们能够形成星系并保持在一起。
请注意,以上例子是普遍的概念性描述,没有包含具体的数学或科学实验数据。
分子的引力和斥力
分子力(molecular force),又称分子间作用力、范得瓦耳斯力,是指分子间的相互作用。
当二分子相距较远时,主要表现为吸引力,这种力主要来源于一个分子被另一个分子随时间迅速变化的电偶极矩所极化而引起的相互作用;当二分子非常接近时,则排斥力成为主要的,这是由于各分子的外层电子云开始重叠而产生的排斥作用。
分子间存在引力1.分子间虽然有间隙,大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,说明分子间存在引力;2.用力拉伸物体,物体内要产生反抗拉伸的弹力,说明分子间存在引力;3.两个物体能粘合在一起,说明分子间存在引力。
分子间存在斥力1.分子间有引力,却又有空隙,没有被紧紧吸在一起,说明分子间有斥力;2.用力压缩物体,物体内要产生反抗压缩的弹力,说明分子间有斥力。
分子间引力和斥力的变化情况分子间作用力关系图分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小,随分子间的距离的减小而增大,且斥力减小或增大比引力变化要快些。
1.当r=ro(ro=10^-10米)时,分子间的引力和斥力相平衡,分子力为零,此位置叫做平衡位置;2.当r<ro时,分子间斥力大于引力,分子力表现为斥力;3.当r>ro时,分子间引力大于斥力,分子力表现为引力;4.当r≥10ro时,分子间引力和斥力都十分微弱,分子力为零;5.当r由ro→∞时,分子力(引力)先增大后减小。
编辑本段分类分子间作用力实际上是一种电性的吸引力,从这个意义上讲,分子间作用力可以分为以下三种力:取向力发生在极性分子与极性分子之间。
由于极性分子的电性分布不均匀,一端带正电,一端带负电,形成偶极。
因此,当两个极性分子相互接近时,由于它们偶极的同极相斥,异极相吸,二个分子必将发生相对转动。
这种偶极子的相互转动,就使偶极子的相反的极相对,叫做“取向”。
这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力,叫做取向力。
诱导力发生在极性分子与非极性分子之间以及极性分子之间。
在极性分子和非极性分子间,由于极性分子的影响,会使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移,产生诱导偶极,与原极性分子的固有偶极相互吸引,这种诱导偶极间产生的作用力叫诱导力。
分子间相互作用
分子间相互作用分子间相互作用是化学领域中的一个重要概念,它指的是不同分子之间的相互作用力。
这些相互作用力对于物质的性质、结构和产生的化学反应起着关键作用。
分子间相互作用可以分为三类:静电相互作用、范德华力和氢键。
静电相互作用是两个带电物体之间的相互作用力。
当两个带有相同电荷的物体靠近时,它们会互相排斥。
而当两个带有不同电荷的物体靠近时,它们会被吸引。
这种相互作用力对于离子间、分子离子间和离子和极性分子之间的相互作用非常重要。
范德华力是处于非极性分子之间的相互作用力,也被称为诱导力。
范德华力产生于两个非极性分子之间电子的瞬时偶极矩。
当一个分子的电子在某个时刻聚集在一侧,就会在另一个分子中诱导出偶极矩。
这种瞬时诱导相互作用会使得分子之间产生吸引力。
虽然每个瞬时偶极矩非常微小,但是由于分子中的电子不断运动,这种吸引力会在分子间持续不断地产生。
氢键是一种特殊的分子间相互作用力。
它是指一个氢原子与一个带有部分负电荷的原子(通常是氧、氮或氟)之间的相互作用。
在氢键中,氢原子与带有部分负电荷的原子之间形成了一个氢键桥。
氢键很强,但是它比共价键弱得多。
氢键对于生物分子的结构和功能至关重要,例如,DNA中的氢键是DNA分子双螺旋结构的稳定基础。
这些分子间相互作用力影响着物质的性质和化学反应。
例如,在液体和固体中,这些相互作用力会导致分子之间的临近排列,从而形成更紧密的结构。
这就解释了为什么固体通常比液体和气体更密集。
此外,分子间相互作用力还可以影响物质的熔点和沸点。
相互作用力越强,熔点和沸点就越高。
这是因为更多的能量需要克服分子间相互作用力,才能改变物质的物理状态。
分子间相互作用力还可以影响化学反应。
在许多化学反应中,反应物之间的相互作用力会影响反应的速率和产物的稳定性。
例如,在酸碱中和酶催化的反应中,分子间相互作用力可以促进反应的进行。
此外,通过精确控制分子间相互作用力,研究人员可以设计新的催化剂、药物和材料。
表面张力产生的微观机理
表面张力产生的微观机理
表面张力是液体表面的一种特性,它是由于液体分子间的吸引力导致的。以下是表面张力 产生的微观机理:
1. 分子间吸引力:液体分子之间存在一种称为吸引力的力,这种力使得液体分子倾向于相 互靠近。在液体内部,分子受到周围分子的吸引而保持着平衡状态。
2. 表面分子的不完全吸引:液体没有上方的吸引力。这导致表面分子受到一个向内的净吸引力 ,使得表面分子倾向于靠近液体内部。
表面张力产生的微观机理
3. 表面层的收缩:由于表面分子的不完全吸引,液体表面上形成了一个相对紧密的分子层 ,称为表面层。这个表面层由于净吸引力的作用,会倾向于收缩,使得液体表面变得更小。
4. 表面张力的产生:由于表面层的收缩,液体表面会呈现出一种类似于薄膜的张力,这就 是表面张力。表面张力使得液体表面呈现出一种弹性,能够抵抗外部的扰动和变形。
空气吸取水分的原理是啥
空气吸取水分的原理是啥
空气吸取水分的原理是通过气体分子间的相互作用和运动来实现的。
在空气中,气体分子之间存在着相互吸引力和排斥力,这被称为分子间吸引力或分子间作用力。
当空气中的水分子与空气中的其他气体分子接触时,它们之间会发生这种相互作用。
这包括范德华力、氢键和静电吸引等力。
这些力使得空气分子可以吸引和保持水分子。
此外,空气中的分子也具有运动能力。
所有气体分子在空气中都不断地做无规则的热运动,即热脉动。
这种运动使得空气中的分子能够到达,接触并与水分子相互作用。
综上所述,空气吸取水分的原理是通过空气分子之间的相互作用和运动来实现的。
这包括分子间的吸引力和分子的热脉动。
分子间的引力和斥力
分子间的引力和斥力物体是由一个个分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动.为什么折断一根木条、拉断一根棉线也要费相当大的力气呢?原来分子之间存在着相互作用的吸引力.要把物体的一部分跟另一部分分开,就必须克服分子之间的吸引力.分子间的吸引力,使我们很难将固体拉长,就连伸长了的橡皮筋,一松开手就要恢复原来的长度.有了分子间的吸引力,两块铅压紧后就能连在一起,难以分开;两滴水银靠近后就会自动地融合成一大滴水银.由于分子的引力作用,露珠总是圆的、量筒中的水面总是凹形的,往水杯中倒水,可以倒到稍稍高出杯沿,也不会溢出.如果没有分子间的引力,老师用粉笔在黑板上板书时就不会留下字迹,用胶水也不能将两张纸黏合在一起.细心的同学也许会发现,在一满杯开水中,慢慢地倒入一匙奶粉,水不会溢出,这是为什么呢?科学家做过这样一个实验:在一根1米长的细玻璃管中放一半水,再放一半的酒精,用手堵住管口,来回倒置几次,总的高度下降1厘米多.这一实验说明了水分子、酒精分子之间有空隙.在酒精与水混合的过程中,部分酒精分子进入了水分子的空隙中,也有部分水分子进入到了酒精分子的空隙中,使得水和酒精的总体积减小.用高分辨率的电子显微镜拍摄的三硫化二钛(Ti2S3)晶体内部结构的图像,也证实了分子间空隙的存在.奶粉慢慢倒入奶瓶,水不溢出,就是因为牛奶分子运动到水分子间隙中的缘故.既然分子间有空隙,在分子之间的引力作用下,物体的体积应该越来越小才对,可是,生活中固体、液体的体积不仅不会自动缩小,连用力压缩它们也非常困难.原来物体分子存在着相互作用的引力的同时,也存在着相互作用的斥力.固体和液体很难被压缩,正是由于分子间存在斥力的缘故.给自行车打气时,气筒活塞刚开始往下压时,比较轻松,越往下压,所需的压力就越大.这一现象说明气体分子间也存在斥力,且大小都随着分子间的距离的减小而增大.在我们的周围,有许多现象可以说明分子间作用力与分子间距离的关系.棉线一拉即断,而金属丝却不容易拉断,就是因为棉线分子间距离比金属丝分子间的距离大,棉线分子间作用力比金属丝分子间的作用力小.分子之间可以发生相互作用的距离很短,是一种短程力.一般说来,当分子间的距离超过它们的直径10倍以上时,相互作用就变得十分微弱,可以认为分子力等于零.打碎的玻璃不能“破镜重圆”,其原因是玻璃打碎后拼在一起,分子间的距离远大于分子直径的10倍以上,分子间的作用力变得非常微弱.如果把玻璃片的裂开处烧熔,然后再对接在一起,玻璃分子间的距离缩小,达到产生引力的距离,那么“破镜重圆”将变为可能.邮票刚贴在信封上时容易揭下,等胶水干了以后就很难直接把邮票完整地从信封上揭下来,就是由于胶水干了以后,邮票和信封的纸分子间距离减小到进入分子作用力的范围,所以直接把邮票完整地从信封上揭下来就很困难了.物质所处的状态其实也与分子间的作用力有关,固态物质的分子排列比较紧密,分子间间隙也比较小,分子间作用力大,分子只能在固定的位置附近振动,因而固体具有固定的形状和固定的体积;液态物质的分子排列密度较小,分子间的间隙较大,分子间引力比固体分子间的引力小些,它们的分子比较容易离开原来的位置在其他分子之间运动,因此,液体虽有固定的体积,但无固定的形状;气态物质分子间的距离很大,分子间的引力几乎为零,每个分子可以在任意的空间内自由活动,因而气体既无固定的形状,也无固定的体积.分子间的引力和斥力是同时存在的,物体分子间表现出来的作用力,其实是分子引力和斥力的合力.分子间的距离等于某一数值时,它们之间的引力和斥力恰好相等,分子处于平衡状态,分子间作用力表现为零.分子间的距离发生变化时,引力和斥力的大小都随着变化,但分子间距离的变化对斥力的影响要比对引力的影响大些,当物体被压缩时,分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增加得更快,使得斥力大于引力,表现为斥力,阻碍物体的压缩;但当物体受到拉伸时,分子间的斥力和引力都减小,但斥力比引力减小得快,使得引力大于斥力,表现为引力,阻碍物体的拉伸.要把弹簧拉长,需要消耗能量.同样要克服分子间的作用力,使分子间的距离不断加大;要实现物态的变化,也需要消耗能量,这就是熔化、汽化、升华需要吸热的根本原因.你也许曾有这样的疑问:晶体熔化时或液体沸腾时既然温度不升高,但为什么仍需吸热呢?我想你现在一定能解释这一现象了吧.大家都知道液体蒸发的快慢跟液体的温度、液体的表面积、液体表面的气流速度有关.但你是否发现在液体的温度、表面积、液体表面的气流速度相同时,汽油或酒精的蒸发明显比水的蒸发快得多,其中的原因也应该与分子间的引力有关.。
分子间的引力和斥力 如何变化
分子间的引力和斥力如何变化分子间的引力和斥力通常是由于分子之间的静电相互作用或者范德华力所导致的。
这些相互作用力会随着分子之间的距离变化而变化。
1. 引力:引力是指两个分子之间存在吸引力的情况。
在一些情况下,如离子间相互作用或者氢键等情况下,分子之间会产生引力。
引力通常随着分子之间的距离减小而增加,即分子之间的吸引力会随着它们之间的距离减小而增强。
当分子之间的距离增加时,引力逐渐减小,直到消失。
2. 斥力:斥力是指两个分子之间存在的排斥力。
范德华力是一种产生斥力的相互作用力,它在较近距离内会产生吸引力,而在较远距离内则会产生斥力。
因此,当分子之间的距离较小时,范德华力表现为吸引力,而当分子之间的距离增加时,范德华力则逐渐变为斥力。
总的来说,引力和斥力的变化都与分子之间的距离密切相关。
引力通常随着距离的减小而增强,而斥力则随着距离的增加而增强。
这种变化使得分子之间的相互作用力在不同的距离范围内具有不同的特性。
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分子间引力实验
分子间引力实验分子间引力实验是一种用来验证分子之间存在吸引力的物理实验,它可以帮助我们理解分子运动论的基本概念,以及物质的三态变化、溶解性、相变等现象。
分子间引力实验有多种方法,本文将介绍其中的几种,并分析其原理和优缺点。
一、铅柱实验铅柱实验是一种最简单的分子间引力实验,它只需要两个铅柱和一个钩码。
实验步骤如下:1. 将两个铅柱的底部削平、削干净,然后紧紧地压在一起,使两个铅柱的分子接触面积尽可能大。
2. 在其中一个铅柱的上端挂上一个钩码,然后慢慢增加钩码的重量,观察另一个铅柱是否跟随着上升。
3. 如果两个铅柱能够结合在一起,即使增加很大的重量,也不会分开,那么说明分子之间有引力。
实验原理:铅柱实验的原理是利用了分子间引力和排斥力的平衡点。
当两个分子互相靠近时,它们之间会产生吸引力和排斥力。
吸引力是由于分子之间存在着瞬时偶极或诱导偶极,导致正负电荷之间的静电作用。
排斥力是由于分子之间存在着库仑斥力和泡利不相容原理,防止分子重叠在一起。
当两个分子之间的距离达到一个临界值时,吸引力和排斥力达到平衡,这时分子之间的合力为零,称为范德华平衡距离。
如果两个分子之间的距离小于范德华平衡距离,那么排斥力大于吸引力,表现为排斥作用;如果两个分子之间的距离大于范德华平衡距离,那么吸引力大于排斥力,表现为吸引作用。
当两个铅柱紧紧地压在一起时,它们之间的分子距离小于范德华平衡距离,因此产生了很强的排斥力。
但是由于铅柱本身具有很大的重量,这种重量可以克服排斥力,使得两个铅柱保持在一起。
当我们在其中一个铅柱上挂上钩码时,我们相当于增加了两个铅柱之间的吸引力,使得它们更加牢固地结合在一起。
只有当钩码的重量超过了两个铅柱之间的排斥力时,才能使得两个铅柱分开。
实验优缺点:铅柱实验的优点是操作简单、直观、易于理解。
它可以直接验证分子之间存在着吸引力,并且可以通过改变钩码的重量来探究分子间引力和排斥力的关系。
铅柱实验的缺点是不能精确地测量分子间引力和排斥力的大小和范围,并且受到外界因素的影响较大。
黏着的原理
黏着的原理
黏着是一种物质之间发生的相互作用力,使物体粘在一起的现象。
黏着力是由两种力产生的:物质间的吸引力和摩擦力。
首先,物质之间的吸引力是形成黏着力的主要原理之一。
吸引力由两种不同类型的力引起:分子间的吸引力和表面张力。
分子间的吸引力是由于物质的分子间力量相互作用形成的。
当两种物质的分子之间存在相互吸引力时,它们会黏在一起。
例如,水分子之间由于氢键的形成而产生吸引力,这就是为什么水能黏在一起的原因。
同样,很多物质都具有可以产生分子间吸引力的性质,所以它们能够黏在一起。
另一方面,表面张力也是黏着的原理之一。
表面张力是一种液体以最小化表面积的趋势。
当液体的表面接触到其他物体时,它会试图在接触面上形成一层薄薄的液体层,这会产生一个与物体表面之间的吸引力。
这种吸引力可以使液体黏附在物体表面上,例如水滴在玻璃表面上的黏附现象。
除了吸引力外,摩擦力也是黏着的重要原理之一。
摩擦力是由两个物体相对运动时产生的阻力。
当两个物体接触时,它们之间的微小凸起和凹陷会相互嵌合,从而形成摩擦力。
摩擦力可以使物体黏在一起,例如我们握住物体时的手指与物体的黏着。
综上所述,黏着的原理主要包括物质间的吸引力和摩擦力。
物质间的吸引力由分
子间的吸引力和表面张力引起,使物质能够黏在一起。
摩擦力则是由物体的微小凸起和凹陷之间的相互嵌合产生的。
黏着力是由这些力共同作用形成的,并且可以解释为何物体能够相互黏附。
黏着力在生活中起着重要的作用,例如胶水的黏附能力使得我们能够粘贴不同物体,而衣服的黏附使它们能够黏在一起。
范德华力的作用范围
范德华力的作用范围范德华力(VanderWaals forces)是指分子之间存在的吸引力,它是由于分子之间的电荷分布不均匀而产生的短程力。
虽然它相对于其他相互作用力较弱,但在许多化学和生物过程中起着重要的作用。
范德华力的作用范围广泛,下面将详细介绍其在不同方面的应用。
1.小分子有机化合物:范德华力是小分子有机化合物在液体和气体中存在的主要相互作用力。
通过范德华力,分子能够在近距离引起吸引,并形成液滴和气泡等结构。
这种相互作用力也决定了液体的表面张力、汽化热和沸点等性质。
2.蛋白质结构稳定性:范德华力在蛋白质的稳定性中起着重要作用。
蛋白质的折叠形成是通过分子间的相互作用力驱动的,其中包括氢键和范德华力。
蛋白质的稳定性能够保证其功能的正常发挥,范德华力是蛋白质分子之间的主要相互作用力之一3.生成晶体:范德华力也在晶体的生成过程中起着重要的作用。
晶体的形成是由溶液中的分子聚集在一起,并通过相互作用力排列成有序结构。
范德华力是使分子靠近并形成晶格的主要力量。
晶体的外观和性质也受到范德华力的影响。
5.介导生物分子的相互作用:范德华力在生物分子之间的相互作用中起着重要作用。
例如,受体和配体之间的相互作用通常涉及范德华力,这是因为它们在分子表面上的电荷分布不均匀。
这些相互作用力有助于维持生物体内许多重要的生物化学反应。
总结起来,范德华力在化学、生物学和物理学等领域中具有广泛的应用。
它们对小分子有机化合物的性质、蛋白质的结构稳定性、晶体的形成、物质的粘附以及生物分子之间的相互作用起着重要的调控作用。
了解和掌握范德华力的特性和应用有助于我们更好地理解和解释自然界中的各种现象和化学过程。
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分子间存在吸引力
打开一瓶酒精和一瓶水的瓶塞,酒精挥发比水快;熔化蜡烛比熔化蔗糖容易。
这是由于它们分子间的引力大小不同所致。
当酒精和水的分子要从其表面“逃走”时,其余的酒精和水的分子就“拉住”它,不让它走,这就是分子间的引力。
挥发只是外界提供的热量克服了分子间的引力让它“逃走”罢了。
这是荷兰物理学家范德华在1873年提出来的,他并且在计算气体体积受压强和温度影响的变化中加上气体分子间引力的影响,受到科学家们的赞赏,获得1910年诺贝尔物理奖。
由此,分子间引力又称范德华力,或简称分子间力。
分子间的分子间力比原子间的键力小得多,大约是键力的1/100,它决定着物质的沸点、熔点、溶解度等物理性质,而键力决定着物质进行化学变化的难易等化学性质。