范德华力

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[编辑本段]基本信息
Van der Waa
ls force
又译：范德瓦耳斯力
[编辑本段]详细内容
一
范德华力是存在于分子间的一种吸引力，它比化学键弱得多。一般来说，某物质的范德华力越大，则它的熔点、沸点就越高。对于组成和结构相似的物质，范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强。 氨气，氯气，二氧化碳等气体在降低温度、增大压强时能够凝结成液态或固态，就是由于存在分子间作用力。
二
分子型物质能由气态转变为液态，由液态转变为固态，这说明分子间存在着相互作用力，这种作用力称为分子间力或范德华力。分子间力有三种来源，即色散力、诱导力和取向力。色散力是分子的瞬时偶极间的作用力，它的大小与分子的变形性等因素有关。一般分子量愈大，分子内所含的电子数愈多，分子的变形性愈大，色散力亦愈大。诱导力是分子的固有偶极与诱导偶极间的作用力，它的大小与分子的极性和变形性等有关。取向力是分子的固有偶极间的作用力，它的大小与分子的极性和温度有关。极性分子的偶极矩愈大，取向力愈大；温度愈高，取向力愈小.
在极性分子间有色散力，诱导力和取向力；在极性分子与非极性分子间有色散力和诱导力；在非极性分子间只有色散力。实验证明，对大多数分子来说，色散力是主要的；只有偶极矩很大的分子(如水)，取向力才是主要的；而诱导力通常是很小的。
三
在物质的聚集态中，分子间存在着一种较弱的吸引力，作用能的大小一般只有每摩尔几千焦至几十千焦，比化学键的键能小1～2个数量级，亦称范德华引力或范氏力。它由三部分作用力组成：①当极性分子相互接近时，它们的固有偶极将同极相斥而异极相吸，定向排列，产生分子间的作用力，叫做取向力。偶极矩越大，取向力越大。②当极性分子与非极性分子相互接近时，非极性分子在极性分子的固有偶极的作用下，发生极化，产生诱导偶极，然后诱导偶极与固有偶极相互吸引而产生分子间的作用力，叫做诱导力。当然极性分子之间也存在诱导力。③非极性分子之间，由于组成分子的正、负微粒不断运动，产生瞬间正、负电荷重心不重合，而出现瞬时偶极。这种瞬时偶极之间的相互作用力，叫做色散力。分子量越大，色散力越大。当然在极性分子与非极性分子之间或极性分子之间也存在着色散力。范德华引

力是存在于分子间的一种不具有方向性和饱和性，作用范围在几百个皮米之间的力。它对物质的沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、表面张力、粘度等物理化学性质有决定性的影响。
Postscript:化学键的结合能一般在 1.0kJ/mol 数量级, 而分子间力的能量只有几个 kJ/mol.
1.取向力
极性分子之间靠永久偶极－永久偶极作用称为取向力.仅存在于极性分子之间.
相同元素两原子间形成的共价键为非极性键，不同元素原子间形成的共价键为极性键。极性键中，共用的电子对偏向电负性大的原子，因此电负性大的原子带部分负电荷(δ-)，而电负性小的原子则带部分正电荷(δ+)。电负性差异越大，键的极性将越大。多原子分子的极性除了与各键的极性有关外，还决定于分子空间构型。若分子对称性很高，使各键极性相互抵消，则分子将无极性。如C—O是极性键，但CO2是直线型对称分子，两键极性相消是非极性分子。H2O中H—O是极性键，它是V型结构，键的极性不能抵消，因而H2O分子有极性，是极性分子。
极性分子可视作偶极子，其极性用偶极矩μ=qd来衡量，即正或负电荷电量(q)与电荷中心间距d的乘积。μ一般在10-30C·m数量级。μ=0的分子为非极性分子，μ越大，分子极性越大。测定分子偶极矩是确定分子结构的一种实验方法。德拜(P．J．W Debye，荷)因创立此方法而荣获1936年诺贝尔化学奖。
极性分子相互靠近时，因分子的固有偶极之间同极相斥异极相吸，使分子在空间按一定取向排列，使体系处于更稳定状态。这种固有的偶极间的作用力为取向力，其实质是静电力。
2. 诱导力
诱导偶极与永久偶极作用称为诱导力.
极性分子作用为电场, 使非极性分子产生诱导偶极或使极性分子的偶极增大(也产生诱导偶极), 这时诱导偶极与永久偶极之间形成诱导力, 因此诱导力存在于极性分子与非极性分子之间, 也存在于极性分子与极性分子之间.
在极性分子和非极性分子之间，由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形(即电子云被吸向极性分子偶极的正电的一极)，结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，本来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了偶极。这种电荷重心的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极，以区别于极性分子中原有的固有偶极。诱导偶极和固有偶极就相互吸引，这种由于诱导偶极而产生的作用力，叫做诱导力。
同样，在极性分子和极性分子之间，除了取向力外，由于极

性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大，既具有取向力又具有诱导力。在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力
3、色散力
瞬间偶极－瞬间偶极之间有色散力.
由于分子中电子和原子核不停地运动，非极性分子的电子云的分布呈现有涨有落的状态，从而使它与原子核之间出现瞬时相对位移，产生了瞬时偶极，分子也因而发生变形。分子中电子数愈多、原子数愈多、原子半径愈大，分子愈易变形。瞬时偶极可使其相邻的另一非极性分子产生瞬时诱导偶极，且两个瞬时偶极总采取异极相邻状态，这种随时产生的分子瞬时偶极间的作用力为色散力(因其作用能表达式与光的色散公式相似而得名)。虽然瞬时偶极存在暂短，但异极相邻状态却此起彼伏，不断重复，因此分子间始终存在着色散力。无疑，色散力不仅存在于非极性分子间，也存在于极性分子间以及极性与非极性分子间。
色散力存在于一切分子之间。色散力与分子的变形性有关，变形性越强越易被极化，色散力也越强。稀有气体分子间并不生成化学键，但当它们相互接近时，可以液化并放出能量，就是色散力存在的证明。
四.
由于各种分子均有瞬间偶极, 故色散力存在于极性分子－极性分子、极性分子－非极性分子及非极性分子－非极性分子之间. 色散力不仅存在广泛, 而且在分子间力中, 色散力经常是重要的. 观察下面数据:
kJ/mol 取向力 诱导力 色散力
Ar 0　0 8.49
HCl 3.305 1.104 16.82
取向力、诱导力和色散力统称范德华力, 它具有以下的共性:
1) 永远存在于分子之间;
2) 力的作用很小;
3) 无方向性和饱和性;
4) 是近程力，
5) 经常是色散力为主.
He　Ne　Ar　Kr　Xe
从左到右原子半径(分子半径)依次增大, 变形性增大, 色散力增强, 分子间结合力增大, 故 b.p. 依次增高. 可见, 范德华力的大小与物质的 m.p.、b.p. 等物理性质有密切联系.
氢键是一种特殊的范德瓦耳斯力。
[编辑本段]新的观点
有另一种观点认为除以上三种范德华力以外，分子之间还存在另一种作用力。这是用能自由旋转的电荷群之间的吸引力来解释的。极性分子与非极性分子之间的任何一种组合都存在这种作用力。详情请参阅文后的参考资料链接。


扩展阅读：
1./atoms/bonding/vdw.html#top 分子间的成键 - 范德华力
2./f?kz=107508930
3.新的观点 /93614647.html
4./view/152463.htm
5./view/521731.htm
6.http://baike

/view/152472.htm
开放分类：
化学，自然科学，科学，量子物理学，分子力

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