分子间的相互作用ppt课件
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分子间的作用力 课件
任何空间，所以很容易就充满容器，由于气体分子间距离远大于r0， 分子间几乎无作用力，就是有作用力，也表现为引力，所以B 错．抽成真空的马德堡半球，之所以很难拉开，是由于球外大气 压力对球的作用，所以C错．故正确答案为A、D. 答案 AD
课堂要点小结
分子间存在空隙
分 子
①分子间存在相互作用的引力F引和斥力F斥，它 们的合力就是分子力F
解析 如图所示，由于开始时分子间距大于r0时，分子力表现为引 力，因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中，分子力做正功； 由于分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，因此分子乙从距分 子甲r0处继续向甲移近时要克服分子力做功．故正确答案为D.
答案 D
【例3】 下列说法正确的是( ) A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 B．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现 C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用
分子间的作用力
一、分子间的作用力
如图1所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测
力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使
玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，由弹簧测
力计读出的示数和用弹簧测力计直接测玻璃板
的重力时的示数相同吗？为什么？
图1
答案 不同；因为玻璃板和液面之间有相互作用力，所以在使
玻璃板拉出水面时示数要稍大．
间 的
分子间相 互作用力
②分子间的引力F引和斥力F斥同时存在
作 的特点 ③分子间的引力F引、斥力F斥和分子力F的大小
用
与分子间距离r有关，F引和F斥都随分子间距离
力
的增大而减小，且F斥减小得更快
课堂要点小结
①r＝r0(数量级为10－10 m)时，F引＝F斥， 分子力F＝0
食品中大小分子互作用ppt课件
理解作用机理与过程 小分子与生物大分子间非共价键的作用, 对其
本质的研究, 有助于理解在食品科学、生命科学、医学、药学领域中涉及到 的分子之间的相互作用以及相互识别过程。
实际应用 食品中大分子与小分子的相互作用，使其理化性质发生一定的
改变，利用其可进行蛋白质、多糖的改性、核酸的修饰，以满足在食品研 究领域中的分析鉴定需要乃至生产加工需求。
04
02 PART TWO
光谱学技术探究食品中的 大小分子互作用
分子荧光光谱法
前表面荧光技术
前表面荧光方法是将入射光与样品成30°或56°，只对比色杯表面一层的 待测物质进行检测，样品的光照面较大，可减少样品位置的敏感性，适 用于不透明的样品，省去了很多对样品前处理的步骤，适用于快速检测。
同步荧光光谱技术
中性分子、离子、食品营养成分及添加剂、表面活性剂、药物(包括抗癌药物、 抗菌素药物、心血管类药物、杀虫剂、生物毒剂等)及制剂辅料、蛋白质的变 性剂以及蛋白质、DNA测试探针试剂等。
01
相互作用类型
• 蛋白质：小分子与蛋白质间多是非共价键的作用, 包括静
电作用、氢键、范德华力等,虽然非共价相互作用很弱(一般 小于10kJ/mol,比通常的共价键键能小1 ～ 2个数量级),作用 范围为0.3 ～ 0.5nm, 但这些分子间弱相互作用力可在一定条 件下起加合与协同作用,形成有一定方向性和选择性的强作 用力,而这种强作用力是分子识别与组装的基础。
• 核酸： DNA与靶向分子之间的相互作用主要有非共价键
作用、共价键作用和剪切作用三种。非共价键相互作用的 方式主要有：
• 1，外部静电结合(Electrostatic Binding)
• 2，沟区(大沟区、小沟区)结合(Groove Binding)
本质的研究, 有助于理解在食品科学、生命科学、医学、药学领域中涉及到 的分子之间的相互作用以及相互识别过程。
实际应用 食品中大分子与小分子的相互作用，使其理化性质发生一定的
改变，利用其可进行蛋白质、多糖的改性、核酸的修饰，以满足在食品研 究领域中的分析鉴定需要乃至生产加工需求。
04
02 PART TWO
光谱学技术探究食品中的 大小分子互作用
分子荧光光谱法
前表面荧光技术
前表面荧光方法是将入射光与样品成30°或56°，只对比色杯表面一层的 待测物质进行检测，样品的光照面较大，可减少样品位置的敏感性，适 用于不透明的样品，省去了很多对样品前处理的步骤，适用于快速检测。
同步荧光光谱技术
中性分子、离子、食品营养成分及添加剂、表面活性剂、药物(包括抗癌药物、 抗菌素药物、心血管类药物、杀虫剂、生物毒剂等)及制剂辅料、蛋白质的变 性剂以及蛋白质、DNA测试探针试剂等。
01
相互作用类型
• 蛋白质：小分子与蛋白质间多是非共价键的作用, 包括静
电作用、氢键、范德华力等,虽然非共价相互作用很弱(一般 小于10kJ/mol,比通常的共价键键能小1 ～ 2个数量级),作用 范围为0.3 ～ 0.5nm, 但这些分子间弱相互作用力可在一定条 件下起加合与协同作用,形成有一定方向性和选择性的强作 用力,而这种强作用力是分子识别与组装的基础。
• 核酸： DNA与靶向分子之间的相互作用主要有非共价键
作用、共价键作用和剪切作用三种。非共价键相互作用的 方式主要有：
• 1，外部静电结合(Electrostatic Binding)
• 2，沟区(大沟区、小沟区)结合(Groove Binding)
分子间的作用力 课件
（2）当两个分子的距离为r0时，分子所受的引力与斥力大小 _相__等__，此时分子所受的合力_为__零__；当分子间的距离小于r0 时，作用力的合力表现为_斥__力__；当分子间的距离大于r0时， 作用力的合力表现为_引__力__.
二、分子动理论 1.内容:物体是由_大__量__分__子__组成的,分子在永不停息地做_无__规__ _则__运动,分子之间存在着_引__力__和_斥__力__. 2.统计规律：由大量_偶__然__事__件__的整体所表现出来的规律.
（2）液体：液体分子间的距离也很小，液体分子可以在平衡 位置附近做无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定的， 因而液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状. （3）气体：气体分子间距离较大，彼此间的作用力极为微小， 可认为分子除了与其他分子或器壁碰撞时有相互作用外，分子 力可忽略.所以气体没有一定的体积，也没有一定的形状，总 是充满整个容器.
分子间的作用力
【探究导引】 人们常说“破镜难重圆”，也就 是把镜子打碎之后很难再恢复原 样，请思考以下问题：
（1）在打碎之前，玻璃分子靠什么结合在一起？ （2）打碎之后的玻璃片再靠在一起时，分子之间还有作用力 吗？
【要点整合】 1.分子力：在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力， 而实际表现出来的是分子力，分子力是分子引力和斥力的合力. 2.分子力与分子间距离变化的关系 （1）平衡位置：分子间距离r=r0时，引力与斥力大小相等， 分子力为零.分子间距离等于r0（数量级为10-10 m）的位置.
统计规律及分子间相互作用的宏观表现 【探究导引】 我们知道物体是由分子组成的，那为什么物体有固态、液态、 气态等不同物质形态呢？我们用力拉橡皮筋，为什么感到橡皮 筋有弹力呢？
【要点整合】 1.统计规律：对大量的偶然事件整体起作用的规律.统计规律 表现这些偶然事件整体和必然的联系，而个别事件的特征和偶 然联系已经不是重点了. 2.分子间有相互作用的宏观表现 （1）当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现 为引力，以抗拒外界对它的拉伸. （2）当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现 为斥力，以抗拒外界对它的压缩.
二、分子动理论 1.内容:物体是由_大__量__分__子__组成的,分子在永不停息地做_无__规__ _则__运动,分子之间存在着_引__力__和_斥__力__. 2.统计规律：由大量_偶__然__事__件__的整体所表现出来的规律.
（2）液体：液体分子间的距离也很小，液体分子可以在平衡 位置附近做无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定的， 因而液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状. （3）气体：气体分子间距离较大，彼此间的作用力极为微小， 可认为分子除了与其他分子或器壁碰撞时有相互作用外，分子 力可忽略.所以气体没有一定的体积，也没有一定的形状，总 是充满整个容器.
分子间的作用力
【探究导引】 人们常说“破镜难重圆”，也就 是把镜子打碎之后很难再恢复原 样，请思考以下问题：
（1）在打碎之前，玻璃分子靠什么结合在一起？ （2）打碎之后的玻璃片再靠在一起时，分子之间还有作用力 吗？
【要点整合】 1.分子力：在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力， 而实际表现出来的是分子力，分子力是分子引力和斥力的合力. 2.分子力与分子间距离变化的关系 （1）平衡位置：分子间距离r=r0时，引力与斥力大小相等， 分子力为零.分子间距离等于r0（数量级为10-10 m）的位置.
统计规律及分子间相互作用的宏观表现 【探究导引】 我们知道物体是由分子组成的，那为什么物体有固态、液态、 气态等不同物质形态呢？我们用力拉橡皮筋，为什么感到橡皮 筋有弹力呢？
【要点整合】 1.统计规律：对大量的偶然事件整体起作用的规律.统计规律 表现这些偶然事件整体和必然的联系，而个别事件的特征和偶 然联系已经不是重点了. 2.分子间有相互作用的宏观表现 （1）当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现 为引力，以抗拒外界对它的拉伸. （2）当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现 为斥力，以抗拒外界对它的压缩.
分子间的作用力 完整版课件
D
6.甲、乙两分子相距较远(分子力为零)，固定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近的过程中（ ） A.分子力总是对乙做正功 B.乙总是克服分子力做功 C.先是乙克服分子力做功，后分子力对乙做正功 D.先是分子力对乙做正功，后乙克服分子力做功
D
7.下列现象可以说明分子间存在引力的是（ ） A．打湿了的两张纸很难分开 B．磁铁吸引附近的小铁钉Zx x k C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开 D．用电焊把两块铁焊在一起
AB
解析：分子力是引力和斥力合力． F引和F斥都随r增大而减小．
2.有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是( ) Ａ．分子间的斥力增大，引力变小; Ｂ．分子间的斥力变小，引力变大; Ｃ．分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快; Ｄ．分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值.
F引
F引
F斥
F斥
r＞r0
(4)当r=10r0时，可以认为分子间的引力、斥力和分子力都为0 所以，气体分子间作用力可忽略不计。
F斥
F引
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
纵轴表示分子间的作用力
正值表示F斥
横轴表示分子间的距离
负值表示F引
F
0
r
思考 把一块洗净的玻璃板吊在细线的下端,使玻璃板水平地接触水面(如图所示).如果你想使玻璃离开水面,必须用比玻璃板重量大的力向上拉细线.动手试一试,并解释为什么?
ACD
玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，说明玻璃板离开水时，水层发生断裂．
水分子发生分裂时，由于玻璃分子和水分子、水分子之间存在引力，外力要要克服这些分子引力，造成外界拉力大于玻璃板的重力．
6.甲、乙两分子相距较远(分子力为零)，固定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近的过程中（ ） A.分子力总是对乙做正功 B.乙总是克服分子力做功 C.先是乙克服分子力做功，后分子力对乙做正功 D.先是分子力对乙做正功，后乙克服分子力做功
D
7.下列现象可以说明分子间存在引力的是（ ） A．打湿了的两张纸很难分开 B．磁铁吸引附近的小铁钉Zx x k C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开 D．用电焊把两块铁焊在一起
AB
解析：分子力是引力和斥力合力． F引和F斥都随r增大而减小．
2.有两个分子，设想它们之间相隔10倍直径以上的距离，逐渐被压缩到不能再靠近的距离，在这过程中，下面关于分子力变化的说法正确的是( ) Ａ．分子间的斥力增大，引力变小; Ｂ．分子间的斥力变小，引力变大; Ｃ．分子间的斥力和引力都变大，但斥力比引力变化快; Ｄ．分子力从零逐渐变大到某一数值后，逐渐减小到零，然后又从零逐渐增大到某一数值.
F引
F引
F斥
F斥
r＞r0
(4)当r=10r0时，可以认为分子间的引力、斥力和分子力都为0 所以，气体分子间作用力可忽略不计。
F斥
F引
分子引力和斥力与分子间距的变化关系图
纵轴表示分子间的作用力
正值表示F斥
横轴表示分子间的距离
负值表示F引
F
0
r
思考 把一块洗净的玻璃板吊在细线的下端,使玻璃板水平地接触水面(如图所示).如果你想使玻璃离开水面,必须用比玻璃板重量大的力向上拉细线.动手试一试,并解释为什么?
ACD
玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，说明玻璃板离开水时，水层发生断裂．
水分子发生分裂时，由于玻璃分子和水分子、水分子之间存在引力，外力要要克服这些分子引力，造成外界拉力大于玻璃板的重力．
高中物理 7.3分子间的相互作用力课件 新人教选修33
例题：
解析：
当分子间距r＞r0时，分子力表现为引力，因此当乙分子从无穷近逐渐向甲集近过程中． 当甲、乙两分子间距大于r0时，分子间作用力对乙做正功； 当分子间距小于r0时，分子力表现为斥力，分子力对乙做负功． 所以，本题正确答案是C．
1 分子间的相互作用力由引力F引 和斥力F斥两部分组成，则（ ） A． F引和F斥是同时存在的 B．F引总是大于F斥，其合力总是表现为引力 C．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大 D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小
MOMODA POWERPOINT
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2．分子间存在间相互作用力的特点
分子间的引力和斥力同时存在． 分子间的引力和斥力只与分子间距离（相对位置）有关，与分子的运动状态无关． 分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，且斥力总比引力随r的增大衰减得快．
三、分子力与分子间距离的关系
第七章 分子动理论
三、分子间的相互作用力
一、分子间存在相互作用力
1．分子间存在相互作用的引力（如：压紧的铅块结合在一起，它们不易被拉开）.
3．分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）．
注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力．
四、引起分子间相互作用力的原因
解析：
当分子间距r＞r0时，分子力表现为引力，因此当乙分子从无穷近逐渐向甲集近过程中． 当甲、乙两分子间距大于r0时，分子间作用力对乙做正功； 当分子间距小于r0时，分子力表现为斥力，分子力对乙做负功． 所以，本题正确答案是C．
1 分子间的相互作用力由引力F引 和斥力F斥两部分组成，则（ ） A． F引和F斥是同时存在的 B．F引总是大于F斥，其合力总是表现为引力 C．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大 D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小
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2．分子间存在间相互作用力的特点
分子间的引力和斥力同时存在． 分子间的引力和斥力只与分子间距离（相对位置）有关，与分子的运动状态无关． 分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，且斥力总比引力随r的增大衰减得快．
三、分子力与分子间距离的关系
第七章 分子动理论
三、分子间的相互作用力
一、分子间存在相互作用力
1．分子间存在相互作用的引力（如：压紧的铅块结合在一起，它们不易被拉开）.
3．分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）．
注意：压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力．
四、引起分子间相互作用力的原因
3.分子间的作用力.ppt
• 答案： D
• 【反思总结】 (1)判断分子力是做正功还是负功，依据分子力的方向与 位移方向的关系．
• (2)由于分子力做功，引起分子能量的改变是我们以后要学习的内容．
【跟踪发散】 3－1：一般情况下，分子间同时存在分子引 力和分子斥力．若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为 止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当 乙分子运动到相距很远时，速度为 v，则在乙分子的运动过程中 (乙分子的质量为 m)( )
• B．把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年， 结果金和铅互相渗入，这是两种金属分子做布朗运动的结果
• C．扩散现象不但说明分子永不停息地做无规则运动，同时也说明了分 子间是有空隙的
• D．压缩气体比压缩固体和液体容易得多，这是因为气体分子间的距离 远大于液体和固体分子间的距离
离r变化的图象．例如，当r＝OP时，这个分子所受斥力的大小可用线段 PC的长度表示，所受引力的大小用PD的长度表示，从C向下作CQ＝PD， 于大是约线10段个P值Q时的代长表度合就力代的表点了，合连力成F的平大滑小曲：线F，＝这F斥条－曲F引线，将再在作第出5r节取用其到他，
因此作图时要尽可能准确，讨论这条曲线的含义．
• 二、分子动理论
• 1．内容：物体是由
分子组成的，分子在做
的无规则运动，大分量子之间存在着
和
．
• 2永．统不计停规息律
引力
• (斥1)微力观方面：各个分子的运动都是
的，带有偶然性．
• (2)宏观方面： 量分子的运动受
的运动有一定的规律，叫做统计规律．大 的支配.
无规则
大量分子 统计规律
• 一、分子间同时存在相互作用的引力和斥力的解释
• 【反思总结】 (1)判断分子力是做正功还是负功，依据分子力的方向与 位移方向的关系．
• (2)由于分子力做功，引起分子能量的改变是我们以后要学习的内容．
【跟踪发散】 3－1：一般情况下，分子间同时存在分子引 力和分子斥力．若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为 止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当 乙分子运动到相距很远时，速度为 v，则在乙分子的运动过程中 (乙分子的质量为 m)( )
• B．把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年， 结果金和铅互相渗入，这是两种金属分子做布朗运动的结果
• C．扩散现象不但说明分子永不停息地做无规则运动，同时也说明了分 子间是有空隙的
• D．压缩气体比压缩固体和液体容易得多，这是因为气体分子间的距离 远大于液体和固体分子间的距离
离r变化的图象．例如，当r＝OP时，这个分子所受斥力的大小可用线段 PC的长度表示，所受引力的大小用PD的长度表示，从C向下作CQ＝PD， 于大是约线10段个P值Q时的代长表度合就力代的表点了，合连力成F的平大滑小曲：线F，＝这F斥条－曲F引线，将再在作第出5r节取用其到他，
因此作图时要尽可能准确，讨论这条曲线的含义．
• 二、分子动理论
• 1．内容：物体是由
分子组成的，分子在做
的无规则运动，大分量子之间存在着
和
．
• 2永．统不计停规息律
引力
• (斥1)微力观方面：各个分子的运动都是
的，带有偶然性．
• (2)宏观方面： 量分子的运动受
的运动有一定的规律，叫做统计规律．大 的支配.
无规则
大量分子 统计规律
• 一、分子间同时存在相互作用的引力和斥力的解释
第3讲(分子间相互作用)
20
3.4 氢键相互作用
4. 氢键的方向性和饱和性。
氢键的方向性：Y原子与X-Y形成氢键时，尽可能使 氢键的方向与X-H键轴在同一条直线上，这样可使X与Y的 距离最远，两原子电子云间的斥力最好，因此形成的氢键愈 强。体系愈稳定。
氢键具有饱和性：每一个X-H只能与一个 Y原子形成 氢键。这是因为氢原子的半径比X和Y的半径小很多，当XH与一个Y原子形成氢键X-H…Y之后如有另一个极性分子Y 原子接近时则这个原子受到X、Y强烈排斥，其排斥力比受 正电荷的H的吸引力大，故这个H原子未能形成第二个氢键 。
当两个分子a和b相距无限远时，它们之间的相互作用可忽略不计。 这时由分子a和b组成的体系的总能量等于它们各自的能量之和。
即： U() Ua Ub
4
3.1 分子间相互作用
双体（双分子）相互作用势能函数
当对体系做功使两个分子相互接近到某一 距离r时，由该双分子组成的体系的总能 量UT中，增加了分子间相互作用势能U(r)。 U(r)与分子a和b的结构及两分子对称中心 间距离r有关。
r
U(r) F(r)dr
相距r处两分子相互作用力F(r)为：
F( r )
U ( r ) r
习惯上规定排斥力为正值，吸引力为负值
7
3.2 分子间静电相互作用
8
3.3 分子间范德华力
范德华力包括： 永久偶极相互作用力 诱导偶极相互作用力 色散力
不同类型分子间三种相互作用的大小不同。
9
3.3 分子间范德华力
方向性与饱和性
无
有
3
3.1 分子间相互作用
分子间相互作用是介于物理与化学相互作用之间的作用
氢键—键强度较弱（8-40 kJ/mol），有饱和性和方向性。 电荷转移—键能较弱（5-40 kJ/mol），化合物不稳定。 络合（配位）作用—强电荷转移相互作用，可分离得到晶体。
分子间的相互作用ppt课件
非极性分子间的相互作用来源于电子瞬间位置变动产 生的瞬时偶极。这种作用叫做色散力或伦敦力。极性 分子也有瞬时偶极，也会受到色散力的作用。近似的 计算色散力用到伦敦公式：
V=-C/r6,
C=3α1’α2’I1I2/2(I1+I2)
第I1三和个I2来是源两。分分子子的间电除离了能氢。键色外散色力散是力范起德主瓦导尔作斯用力。的
分子间的相互作用
风暴石 欢迎学化物理方向的同学讨论交流
2011-3-1
分子间的相互作用
分子的相互作用
•分子的电性质 1.电偶极矩 2.极化 数
3.相对介电常
•分子间的相互作用
1.偶极作用
2.排斥力和总作用力
•气体和液体
1.气体分子作用
2.液-气界面
3.
冷凝
分子间的相互作用
分子的电性质
• 电偶极矩 一个电偶极子包括一对相距为R的+q和-q的 电荷。 μ=qR,单位Cm或德拜D 1D=3.33564×10-30Cm
分子间的相互作用
• 憎水反应 非极性分子确实可以微溶于极性溶剂，但溶质与 溶剂间的强烈作用是不可能的，实际发现单个的 溶质分子被溶剂分子笼所包围。 一种物质从非极性溶剂转移至极性溶剂Gibbs自由 能为正，则该物质为憎水的。定义憎水常数π来量 化一个小分子团R的憎水性： 与 中π水 摩=lo中 尔g摩溶(S/尔解S0溶度)，解与S是度水化的中合比摩物率尔R， 溶-解SA0在是度辛化的醇合比中物率摩H。-尔A溶在解辛度醇
分子间的相互作用
a.极性分子 • 极性分子是有着永久电偶极矩的分子。 • 当施加一个电场时，非极性分子会产生诱导偶极矩，
这个偶极矩是暂时的，电场消失后偶极矩也消失。 • 所有异核的双原子分子都是极性分子。分子对称性
2-分配：分子间相互作用详解
标准压力pi=p0i(通常100kpa)
对上式进展积分后可得， ∫μigμ0ig(dμig)T=RT∫pip0i 1/pi dpi
进而可得
μig=μ0ig+RTln[pi/p0i]
❖ 对于真实气体，不能无视气体分子间的作用 力。这些作用力影响影响气体的分压，但不 影响气体化合物的总量，这个真实的压力为 真实气体的逸度〔fig〕。
RTlnxiL=偏摩尔抱负混合熵。
对于自由能：G=Hi-TSi；
为了估算偏摩尔自由能，首先对特定环境条件下的自 由能的焓和熵奉献〔G=Hi-TSi〕进展评价。可以简 洁的认为：
焓—化合物与它四周环境的全部引力或结合力。因此， 焓的奉献可以认为是分子局部与它的环境黏合在一 起的“胶”。
熵—涉及到分子的取向、构造和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ移的“自由度”或 范围。
我们通常关注地球外表的生态系统中化合 物的行为，所以通常选择100kpa 作为标准 状态
1.4 液体和固体的逸度 气体：化学势与压力有关；
液体、固体中的物质也会产生蒸气压，这些压 力也同样反映了这些物质从它们的分散相逃 逸的趋势。
fiL=γiLp*iL； fis=γisp*is 〔拉乌尔定律〕 下标“L”：液态；下标“S”：固态；上标“*”：
0
1.9
1.9
乙醇
8.8
26.3
17.5
水 正己烷
32.3
-0.4
32.7
苯
19.4
2.2
17.2
乙醚
12.0
-19.7
31.7
相
乙醇
3.2
-10.0
13.2
摘自《纯液体有机化合物》，测定条件25℃，假设为抱负气相
对上式进展积分后可得， ∫μigμ0ig(dμig)T=RT∫pip0i 1/pi dpi
进而可得
μig=μ0ig+RTln[pi/p0i]
❖ 对于真实气体，不能无视气体分子间的作用 力。这些作用力影响影响气体的分压，但不 影响气体化合物的总量，这个真实的压力为 真实气体的逸度〔fig〕。
RTlnxiL=偏摩尔抱负混合熵。
对于自由能：G=Hi-TSi；
为了估算偏摩尔自由能，首先对特定环境条件下的自 由能的焓和熵奉献〔G=Hi-TSi〕进展评价。可以简 洁的认为：
焓—化合物与它四周环境的全部引力或结合力。因此， 焓的奉献可以认为是分子局部与它的环境黏合在一 起的“胶”。
熵—涉及到分子的取向、构造和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ移的“自由度”或 范围。
我们通常关注地球外表的生态系统中化合 物的行为，所以通常选择100kpa 作为标准 状态
1.4 液体和固体的逸度 气体：化学势与压力有关；
液体、固体中的物质也会产生蒸气压，这些压 力也同样反映了这些物质从它们的分散相逃 逸的趋势。
fiL=γiLp*iL； fis=γisp*is 〔拉乌尔定律〕 下标“L”：液态；下标“S”：固态；上标“*”：
0
1.9
1.9
乙醇
8.8
26.3
17.5
水 正己烷
32.3
-0.4
32.7
苯
19.4
2.2
17.2
乙醚
12.0
-19.7
31.7
相
乙醇
3.2
-10.0
13.2
摘自《纯液体有机化合物》，测定条件25℃，假设为抱负气相
高中化学苏教版选修三专题3第4单元第1课时分子间作用力ppt课件
本 课
键”)：
时 栏
(1)NaCl 溶于水时破坏 离子键 ；
目 开
(2)HCl 溶于水时破坏 极性键 ；
关
(3)SO2 溶于水时破坏 极性键 ；
(4)NaOH 和 HCl 反应时形成 离子键 和 极性键 ；
知识·回顾区
第1课时
(5)反应 2H2＋O2===2H2O 中，被破坏的是非极性键， 形成的是 极性键 ；
本 课 时 栏 目 开 关
第1课时
学习·探究区
第1课时
3．氢键的概念与形成条件
(1)氢键的概念是一种特殊的 分子间作用力 ，它是由
已经与 电负性很强 的原子形成共价键的氢原子 与
另一分子中 电负性很强 的原子之间的作用力。
本
课
(2)氢键的通式可用 X—H…Y 表示。式中 X 和 Y 代表
时
栏
F、O、N，“—”代表共价键 ，“…”代表氢键 。
3．关于氢键的下列说法中正确的是 A．每个水分子内含有两个氢键
(C )
B．在水蒸气、水和冰中都含有氢键
本
C．分子间形成氢键能使物质的熔点和沸点升高
课 时
D．HF 的稳定性很强，是因为其分子间形成氢键
栏
解析 氢键属于分子间作用力，它主要影响物质的物理
目
开 关
性质，与化学性质(如稳定性等)无关。水分子内只有共价
学习·探究区
第1课时
4．氢键对物质物理性质的影响
(1)对物质熔、沸点的影响：组成和结构相似的物质，
当 分子间存在氢键 时，熔、沸点较高 ，如 HF、
本
H2O、NH3 等；而 分子内存在氢键 时，使熔、沸
课 时
点 降低 。
栏 目
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非极性分子确实可以微溶于极性溶剂，但 溶质与溶剂间的强烈作用是不可能的，实 际发现单个的溶质分子被溶剂分子笼所包 围。
一种物质从非极性溶剂转移至极性溶剂 Gibbs自由能为正，则该物质为憎水的。定 义憎水常数π来量化一个小分子团R的憎水 性：
π=log(S/S0)，S是化合物R-A在辛醇中摩尔溶 解度与水中摩尔溶解度的比率，S0是化合物 H-A在辛醇中摩尔溶精解品课件度与水中摩尔溶解度15
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4
• 计算方法：μx=Σqjxj • 这里qj是原子J的局部电荷，xj是原子J的x轴
坐标，对分子中所有原子进行求和。同理可 求出y轴z轴的电偶极矩，进行叠加。
b.极化作用
• 样品的电偶极矩密度称为极化量，用P表示， 等于分子的平均电偶极矩<μ>乘以数量的密 度Ν。
• 无电场时各向同性的流体极化量为0，因为 分子随机取向，<μ>为0，施加电场后有
实际上分子不能完全自由的转动。取向的
势能越低越稳定，极性分子间平均作用不
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11
两个相距为r的转动分子的平均势能为
<V>=-C/r6, C=2μ12μ22/3(4πε0)2kT
这个表达式称为Keesom作用，是范德瓦尔 斯作用的第一个来源。
• 偶极-诱导偶极作用
一个偶极矩为μ1的极性分子可以诱导临近 的极化分子产生μ2的偶极子。诱导产生的偶 极子与第一个分子的永久偶极子相互作用，
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9
分子间相互作用
• 偶极间的作用
相互作用的点偶极子μ1和点电荷q2之间的势
能
V=-μ1q2/4πε0 r2, μ1=q1l
当l<<r时，对于点电荷q2，偶极子的l可以忽 略不计，视为一个点。
• 以上可以推广到多极的相互作用，即多个
点电荷的排列。n=1时为单极子，就是点电
荷；n=2时就是偶极子；n=3时如CO2为四极 子；n=4时如CH4为八极子。
分子水平上，一个憎水分子周围溶剂分子
笼的形成与溶剂分子间新氢键的形成有关。 这个过程放出热量，足够使憎水分子在极 性溶剂中自发缔和。由于憎水分子的集群 使溶剂的结构要求减少因而导致的熵增是 憎水作用的起源，它使胶束和生物高聚物 中的憎水集团趋于稳定。憎水所用是一个 溶剂趋向更大混乱度而导致的有序化过程 的例子。
位置变动产生的瞬时偶极。这种作用叫做 色散力或伦敦力。极性分子也有瞬时偶极， 也会受到色散力的作用。近似的计算色散 力用到伦敦公式：
V=-C/r6, C=3α1’α2’I1I2/2(I1+I2)
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13
• 氢键
氢键是类似与A-H……B结构中的吸引作用， 其中A和B是高电负性元素且B含有孤对电子， 一般氢键限于N,O和F，但B有时可以是Cl。
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3
.极性分子
• 极性分子是有着永久电偶极矩的分子。
• 当施加一个电场时，非极性分子会产生诱导 偶极矩，这个偶极矩是暂时的，电场消失后 偶极矩也消失。
• 所有异核的双原子分子都是极性分子。分子 对称性在极性方面有着重要影响。O3是极性 分子，CO2是非极性的。
• 近似的计算可以把极性分子中的偶极矩进行 矢量分解加和，如果偶极矩相互抵消则分子 不显极性。
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7
相对介电常数
• 真空中相距为r的带电量为q1，q2的两电荷 的势能为 V=q1q2/4πε0r
• 当两个相同的电荷处于某种介质中时，有 V=q1q2/4πεr ε为介质的介电常数
• 相对介电常数εr=ε/ε0
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8
• 相对介电常数的应用
• 相对介电常数和分子的电学性质的数量关系有德 拜方程表示：
对大多数分子来说，极化体积是各向异性
的。
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6
b.高频电场下的极化作用
• 当施加的电场缓慢变化时，永久偶极矩有时 间进行重新取向，整个分子转到新的方向； 当电场处于高频时，分子的方向无法跟上电 场方向的变化；同样分子的弯曲变化也无法 跟上电场方向的变化。
• 在高频变化的电场下，取向偶极矩和扭曲偶 极矩都不再对分子的极化起作用。此时只有 电子的速度可以与电场同步变化，对于分子 极化率有贡献的极化率被称为电子极化率。
分子间的相互作用
风暴石 欢迎学化物理方向的同学讨论交流
2011-3-1
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1
分子的相互作用
•分子的电性质 1.电偶极矩 2.极化
3.相对介电常数
•分子间的相互作用 1.偶极作用 2.排斥力和总作用力
•气体和液体 1.气体分子作用 凝
2.液-气界面
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3.冷
2
分子的电性质
• 电偶极矩 一个电偶极子包括一对相距为R的+q和-q的 电荷。 μ=qR,单位Cm或德拜D 1D=3.33564×10-30Cm
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10
• 电场
点电荷产生的电场E=q/4πε0 r2 偶极子产生的电场E=μ/2πε0 r3 多级子产生的电场随距离增加而减弱的速 度比点电荷快。
• 偶极-偶极作用
两个极性分子间相互作用的势能是一个复
杂的函数，与两个分子的取向有关。两个
自由转动的偶极子之间相互作用的势能为
零，然而它们共有的势能与相对取向有关，
氢键由H的局部正电荷和B的局部负电荷吸 引形成。也可认为，A，B和H各提供一个轨 道，容纳4个电子（A和H的公用电子对，B
的孤对电子），两个电子进入成键轨道，
两个电子进入非键轨道，能量比原来低。
由于作用要求轨道重叠，因此它是接触性
作用，当AH和B的连接断开作用力将立即为
零。
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14
• 憎水反应
两者相互吸引。相距为r的分子的平均相互 作用能为
V=-C/r6, C=μ12α2’/4πε0
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12
• 诱导偶极-诱导偶极作用
非极性分子即使都不含有永久偶极矩也会
相互吸引，明显的证据是非极性物质可以 形成凝聚相，如氢在低温时的液化，而苯 在常温就以液态存在。
非极性分子间的相互作用来源于电子瞬间
(εr-1)/(εr+2)=ρPm/M ρ是样品的质量密度，M是相对分子质量，Pm是 摩尔极化量。由其定义式
Pm=NA(α+μ2/3kT)/3ε0 推出克劳修斯-莫索蒂方程
(εr-1)/(εr+2)=ρNAα/ 3Mε0 当无永久电偶极矩对极化量的贡献时使用此方程。
• 在特殊波长时相对介电常数与折射率关系 nr=εr1/2,可以通过此关系测量Pm和α。
<μz>= μ 2E/3kT
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5
极化率
• 一个施加的电场可以扭曲分子，使它的电 偶极矩重排。诱导偶极矩：
μ =αE，α为分子的极化率，E为电场强度。
a.极化体积
由于极化率的单位C2m2J-1较为复杂，通常用 极化体积α’来表示极化率α，换算关系为
α ‘=α/4πε0 ， ε0为真空介电常数。
一种物质从非极性溶剂转移至极性溶剂 Gibbs自由能为正，则该物质为憎水的。定 义憎水常数π来量化一个小分子团R的憎水 性：
π=log(S/S0)，S是化合物R-A在辛醇中摩尔溶 解度与水中摩尔溶解度的比率，S0是化合物 H-A在辛醇中摩尔溶精解品课件度与水中摩尔溶解度15
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4
• 计算方法：μx=Σqjxj • 这里qj是原子J的局部电荷，xj是原子J的x轴
坐标，对分子中所有原子进行求和。同理可 求出y轴z轴的电偶极矩，进行叠加。
b.极化作用
• 样品的电偶极矩密度称为极化量，用P表示， 等于分子的平均电偶极矩<μ>乘以数量的密 度Ν。
• 无电场时各向同性的流体极化量为0，因为 分子随机取向，<μ>为0，施加电场后有
实际上分子不能完全自由的转动。取向的
势能越低越稳定，极性分子间平均作用不
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11
两个相距为r的转动分子的平均势能为
<V>=-C/r6, C=2μ12μ22/3(4πε0)2kT
这个表达式称为Keesom作用，是范德瓦尔 斯作用的第一个来源。
• 偶极-诱导偶极作用
一个偶极矩为μ1的极性分子可以诱导临近 的极化分子产生μ2的偶极子。诱导产生的偶 极子与第一个分子的永久偶极子相互作用，
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9
分子间相互作用
• 偶极间的作用
相互作用的点偶极子μ1和点电荷q2之间的势
能
V=-μ1q2/4πε0 r2, μ1=q1l
当l<<r时，对于点电荷q2，偶极子的l可以忽 略不计，视为一个点。
• 以上可以推广到多极的相互作用，即多个
点电荷的排列。n=1时为单极子，就是点电
荷；n=2时就是偶极子；n=3时如CO2为四极 子；n=4时如CH4为八极子。
分子水平上，一个憎水分子周围溶剂分子
笼的形成与溶剂分子间新氢键的形成有关。 这个过程放出热量，足够使憎水分子在极 性溶剂中自发缔和。由于憎水分子的集群 使溶剂的结构要求减少因而导致的熵增是 憎水作用的起源，它使胶束和生物高聚物 中的憎水集团趋于稳定。憎水所用是一个 溶剂趋向更大混乱度而导致的有序化过程 的例子。
位置变动产生的瞬时偶极。这种作用叫做 色散力或伦敦力。极性分子也有瞬时偶极， 也会受到色散力的作用。近似的计算色散 力用到伦敦公式：
V=-C/r6, C=3α1’α2’I1I2/2(I1+I2)
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• 氢键
氢键是类似与A-H……B结构中的吸引作用， 其中A和B是高电负性元素且B含有孤对电子， 一般氢键限于N,O和F，但B有时可以是Cl。
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3
.极性分子
• 极性分子是有着永久电偶极矩的分子。
• 当施加一个电场时，非极性分子会产生诱导 偶极矩，这个偶极矩是暂时的，电场消失后 偶极矩也消失。
• 所有异核的双原子分子都是极性分子。分子 对称性在极性方面有着重要影响。O3是极性 分子，CO2是非极性的。
• 近似的计算可以把极性分子中的偶极矩进行 矢量分解加和，如果偶极矩相互抵消则分子 不显极性。
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7
相对介电常数
• 真空中相距为r的带电量为q1，q2的两电荷 的势能为 V=q1q2/4πε0r
• 当两个相同的电荷处于某种介质中时，有 V=q1q2/4πεr ε为介质的介电常数
• 相对介电常数εr=ε/ε0
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• 相对介电常数和分子的电学性质的数量关系有德 拜方程表示：
对大多数分子来说，极化体积是各向异性
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b.高频电场下的极化作用
• 当施加的电场缓慢变化时，永久偶极矩有时 间进行重新取向，整个分子转到新的方向； 当电场处于高频时，分子的方向无法跟上电 场方向的变化；同样分子的弯曲变化也无法 跟上电场方向的变化。
• 在高频变化的电场下，取向偶极矩和扭曲偶 极矩都不再对分子的极化起作用。此时只有 电子的速度可以与电场同步变化，对于分子 极化率有贡献的极化率被称为电子极化率。
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分子的相互作用
•分子的电性质 1.电偶极矩 2.极化
3.相对介电常数
•分子间的相互作用 1.偶极作用 2.排斥力和总作用力
•气体和液体 1.气体分子作用 凝
2.液-气界面
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2
分子的电性质
• 电偶极矩 一个电偶极子包括一对相距为R的+q和-q的 电荷。 μ=qR,单位Cm或德拜D 1D=3.33564×10-30Cm
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• 电场
点电荷产生的电场E=q/4πε0 r2 偶极子产生的电场E=μ/2πε0 r3 多级子产生的电场随距离增加而减弱的速 度比点电荷快。
• 偶极-偶极作用
两个极性分子间相互作用的势能是一个复
杂的函数，与两个分子的取向有关。两个
自由转动的偶极子之间相互作用的势能为
零，然而它们共有的势能与相对取向有关，
氢键由H的局部正电荷和B的局部负电荷吸 引形成。也可认为，A，B和H各提供一个轨 道，容纳4个电子（A和H的公用电子对，B
的孤对电子），两个电子进入成键轨道，
两个电子进入非键轨道，能量比原来低。
由于作用要求轨道重叠，因此它是接触性
作用，当AH和B的连接断开作用力将立即为
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• 憎水反应
两者相互吸引。相距为r的分子的平均相互 作用能为
V=-C/r6, C=μ12α2’/4πε0
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• 诱导偶极-诱导偶极作用
非极性分子即使都不含有永久偶极矩也会
相互吸引，明显的证据是非极性物质可以 形成凝聚相，如氢在低温时的液化，而苯 在常温就以液态存在。
非极性分子间的相互作用来源于电子瞬间
(εr-1)/(εr+2)=ρPm/M ρ是样品的质量密度，M是相对分子质量，Pm是 摩尔极化量。由其定义式
Pm=NA(α+μ2/3kT)/3ε0 推出克劳修斯-莫索蒂方程
(εr-1)/(εr+2)=ρNAα/ 3Mε0 当无永久电偶极矩对极化量的贡献时使用此方程。
• 在特殊波长时相对介电常数与折射率关系 nr=εr1/2,可以通过此关系测量Pm和α。
<μz>= μ 2E/3kT
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极化率
• 一个施加的电场可以扭曲分子，使它的电 偶极矩重排。诱导偶极矩：
μ =αE，α为分子的极化率，E为电场强度。
a.极化体积
由于极化率的单位C2m2J-1较为复杂，通常用 极化体积α’来表示极化率α，换算关系为
α ‘=α/4πε0 ， ε0为真空介电常数。