第3讲(分子间相互作用)
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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。
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。
分子间相互作用的表征—势能或分子间力。 体系能量
例如：银离子和乙烯的电荷转移络合物 乙烯的轨道与Ag+的5S轨道重叠，形成成分 乙烯的反轨道与Ag+的d轨道重叠，即Ag+的d轨道向乙烯
反空轨道给电子。
35
3.5 电荷转移相互作用
9.络合物的离解压
电荷转移反应
亚铜盐与乙烯电荷转移络合物的形成涉及气体-固体平衡
C2H4(g)+ CuCl（s） CuClC2H4 （s）
是
调整体系中A, B
1.分子间相互作用 2.化学作用
3.外场作用
与Leabharlann Baidu离有关的性质上的差异 选择分离方法、材料和条件
使A, B不同
分子间相互作用是联系物质结构与性质的桥梁
2
3.1 分子间相互作用
物理相互作用和化学相互作用的区别
物理相互作用
化学相互作用
新物质的生成
无
有
相互作用能
弱(0-15 kJ/mol) 强(200-400 kJ/mol)
3 i j 2 6
IiI j Ii I j
Ii，Ij分别为分子i和j的第一电离势，i，j分别为i和j的 极化率。
各种分子之间的电离相差不大（880－1100kJ/mol），色 散力主要取决于极化率，即化学键的性质。
13
3.3 分子间范德华力
色散力无处不在 色散相互作用普遍存在于各类化合物中。 非极性分子间相互作用力主要是色散力，如常温常压下，
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
氢键（40kJ/mol以下)比化学键弱1-2个数量级，但比范德 华力强。
与X和Y原子的电负性有关
X、Y原子的电负性越大，形成的氢键越强
与X和Y原子的原子半径有关
X、Y原子的原子半径越小，越易接近氢核，形成的氢键 越强。
例如：F原子的电负性最大，原子半径较小，
所以：－F－H …… F中的氢键最强。
具有永久偶极矩i和j的分子i和j，其相互作用势能为：
(U ij )CD
3kT
2
(4
0
)2
i2
2 j
6
(ij)CD表示随机取向的偶极相互作用的平均作用能。
例如：对季铵盐分子而言， i＝j＝33.3510-30 cm(10dB),当 r=1nm,T=300K时，平均作用能为9.7 kJ/mol,而最大偶极相互作用能 （偶极方向反平行）为50 kJ/mol。
26
3.4 氢键相互作用
27
3.5 电荷转移相互作用
1.Lewis酸碱
Lewis酸—具有较强电子接受能力的化合物 Lewis碱—具有较强电子给予能力的化合物
2.电荷转移络合物
电子给予体与电子接受体之间形成的络合物
3.电荷转移络合物形成的条件
电子给予体分子中要有一个能量较高的已占分子轨道，因而具有相对 较低的电离势；电子接受体分子中要有能量足够低的空轨道，因而 具有相对高的电子亲和能。
Kp
pCuCl C2H 4 pC2H 4 pCuCl
因为：在给定温度下，固体组分在气相中的分压为常数
（等于其蒸汽压），且很小，
所以：PC2H4=常数
36
3.5 电荷转移相互作用
离解压（PCd2iHs 4 ）
在上述实例中，络合反应达到平衡时气体组分分压称络合 物的离解压。 (1)当乙烯的实际分压大于离解压时，形成稳定的络合物 (2)当乙烯的实际分压小于离解压时，络合物自动分解， 直至达到离解压。 离解压反映了络合物的稳定性，在相同温度下，离解压越 低，络合物越稳定。
第3讲（第3章）
第3章 分离过程中分子间相互作用
3.1 分子间相互作用 3.2 分子间范德华力
3.2.1 色散力 3.2.2 永久偶极相互作用 3.2.3 诱导偶极相互作用 3.3 氢键相互作用 3.4 电荷转移相互作用
1
第3章 分离过程中分子间相互作用
分离的思路：
混合物A,B 否
分析分子结构是否有差别
31
3.5 电荷转移相互作用
6.其他电子接受体与给予体 接受体
空轨道接受体：pt(IV),Ag+,Cu+,BX3,SbX5 -接受体：I2,Br2 -接受体：SO2,Br2 大分子接受体：C60,C70
给予体
n-给予体：胺，酰胺，酮，酯，醇,醚,亚砜 -给予体：卤代烷烃
32
3.5 电荷转移相互作用
不饱和烃（烯烃、炔烃）的分离 亚铜盐、银盐、铂盐可以与烯烃和炔烃形成稳定的电荷
转移络合物，被用于烯烃和炔烃的分离或回收。 CuCl2已用于乙炔、乙烯、丁二烯、苯乙烯的工业分离。
34
3.5 电荷转移相互作用
8.不饱和化合物与过渡金属离子之间的化学键 不饱和化合物与过渡金属离子之间形成一个成分和一个 成分的键。
(ij )CD
1
(40 )2
6
(i
2 j
ji2 )
例如：四氯化碳、环己烷、甲苯、正庚烷等的固有偶极矩很 小，但它们被诱导的极化率（值）较高（分别为 105,109,123,136 cm3），因而在极性溶剂中均有较高的 极化能。
17
3.3 分子间范德华力
在上述三种范德华力中，色散力通常是主要的。 例如： 在40℃液态2-丁酮的内聚能计算值由
15
3.3 分子间范德华力
3. 诱导偶极相互作用
诱导偶极—非极性分子没有固有偶极矩，但当受到电场作用时，分 子中的电荷常常发生分离，被诱导产生偶极。
诱导偶极距 —与外加电场强度E成正比。 ＝E （为被诱导分子的极化率）
16
3.3 分子间范德华力
诱导能
一个非极性（或弱极性）分子i处于邻近极性分子j的电场 中时，所产生的平均诱导能为：
5
3.1 分子间相互作用
双体（双分子）相互作用势能函数 体系总能量UT： UT=Ua+Ub+U(r) 分子间相互作用势能U(r)：U(r)=UT-(Ua+Ub)= UT-U() 这种相互作用势能也称作“双体相互作用势能函数”
6
3.1 分子间相互作用
分子间相互作用力
分子间相互作用势能U(r)在数值上等于将两个分子从无限远 处推进至相距r处时所需作的功。
己烷为液态、碘为固态。 许多有机化合物中，色散作用构成总吸引能的主要部分。 极性化合物的分子间也存在色散相互作用。 许多分离方法中，色散力起重要作用。 色散力也是许多溶剂极性不同的主要原因。
14
3.3 分子间范德华力
2. 永久偶极相互作用
永久偶极—分子中电荷分布不均匀的现象永久存在
相互作用势能
24
3.4 氢键相互作用
8、氢键对物质性质的影响。
（1）对物质熔、沸点的影响 分子间氢键使物质熔沸点升高。凡与熔沸点有关的物质
性质如熔化热、汽化热、蒸汽压等都受氢键影响。 分子内氢键常使其熔沸点低于同类化合物。 （2）对物质溶解度的影响 在极性溶剂中如果溶质分子与溶剂分子之间形成氢键，
则溶解度增大，如HF、NH3极易溶于水。 如果溶质分子形成分子内氢键，在极性溶剂中溶解度减
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 。
10
3.3 分子间范德华力
i分子中产生瞬时偶极矩 j分子被诱导产生偶极矩
i
j
i
j
＋ －
未被诱导
＋ －
＋ －
11
3.3 分子间范德华力
当分子i与j都具有了瞬时偶极距后，它们将因静 电作用而相互吸引。
12
3.3 分子间范德华力
色散(chromatic dispersion)相互作用势能
(Uij )CD
28
3.5 电荷转移相互作用
4.电荷转移反应
D + A (D…..A D+…..A－)
(a)
(b)
(a)表示D和A由一般分子间力连接， D和A之间未发生电 荷转移作用；(b)表示电荷从D转移至A形成近于离子键 状态的络合物。
29
3.5 电荷转移相互作用
5.芳香烃、烯烃上取代基的影响 取代基的性质对芳香烃和烯烃的电子接受或给予能力的 影响很大。
软硬酸碱理论：
软硬酸碱理论是判断电子给予体和电子接受体之间电荷 转移程度的定性标准。
软是指路易斯酸碱间的电荷转移不很明显，形成以共价 键为主的化学键，硬则指电荷转移很显著，形成以离子 键为主的化学键。
通常硬酸易于硬碱结合，软酸易于软碱结合。
33
3.5 电荷转移相互作用
7.电荷转移络合物在分离中的应用
吸电子基团使不饱和烃成为电子接受体 常见吸电子基团： －N(CH3)3+ ，－NO2，－CF3，=O，－COOH， －CHO，－CN， －X，－COR，－SO3H， 电子接受体化合物：1,3,5-三硝基苯，四氰基乙烯
30
3.5 电荷转移相互作用
推电子基团使不饱和烃成为电子给予体
常见推电子基团： －CH3，－NH2，－OH，－NHCOCH3，－C6H5， －OCH3 电子给予体化合物： 1,3,5-三甲基苯，苯胺
21
3.4 氢键相互作用
5、氢键对键长的影响 氢键能减小它所连接的两个强电负性原
子间的键长。 如正常O-O健长为0.35nm,而O-H…O
中的两个O之间的距离只有0.27nm.
22
3.4 氢键相互作用
6、氢键不仅存在于溶液中，也存在于晶体中。
23
3.4 氢键相互作用
7、分子间氢键和分子内氢键
37
3.6 溶解与溶剂极性
溶剂不仅提供分离环境介质，而且参与分离。 3.6.1物质的溶解过程
38
3.6 溶解与溶剂极性
39
3.6 溶解与溶剂极性
40
3.6 溶解与溶剂极性
41
3.6 溶解与溶剂极性
“相似相溶”规律的局限性
－X－H……Y
2. 氢键的形成机理
当与H原子形成共价键的X电负性较大时，X原子强烈吸引H原子的核 外电子云，使H核几乎成为裸露状态。H核（即质子）半径相当小 （0.03nm），且无内层电子，与电负性大的Y有较强的静电相互作 用，从而形成氢键。
氢键的本质仍然是静电相互作用。
19
3.4 氢键相互作用
3. 氢键的强弱
小，而在非极性溶剂中溶解度增大。
25
3.4 氢键相互作用
（3）对水和冰密度的影响
形成氢键会导致水体积增大。 水在4℃时密度最大：在4℃以上，
分子热运动占主导，温度越高，则密 度减小；在4℃以下，氢键作用占主 导，温度越低，形成氢键越多，分子 间间隙越大，密度越小。 水结冰时，全部水分子以氢键连接， 形成空旷的结构。
8%的定向作用能，14%的诱导作用能和78%的色散作 用能组成。 极性分子间：主要是固有（永久）偶极相互作用； 非极性分子间：主要是色散作用； 含不饱和键或易极化键分子间：主要是诱导相互作 用。
18
3.4 氢键相互作用
1. 氢键
氢原子在分子中与电负性较大的原子X形成共价键时，还可以吸引另 一个电负性较大的原子Y，与之形成较弱的化学结合—氢键
1. 色散力
色散相互作用原理：假定两个分子i和j处于不停的、随机的
运动状态，这些分子中的外层电子也在不停地运动。当此两 分子恰好处于相邻位置时，由于分子i上的电子随机运动可 能在某一瞬间t，电子在核周围的位置不对称，使分子中产 生瞬时偶极距。 i分子中的瞬时偶极距又在相邻分子j中诱 导出一个相应的偶极。于是，分子i和j都具有了瞬时的偶极 距，它们因静电作用而相互吸引。
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。
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。
分子间相互作用的表征—势能或分子间力。 体系能量
例如：银离子和乙烯的电荷转移络合物 乙烯的轨道与Ag+的5S轨道重叠，形成成分 乙烯的反轨道与Ag+的d轨道重叠，即Ag+的d轨道向乙烯
反空轨道给电子。
35
3.5 电荷转移相互作用
9.络合物的离解压
电荷转移反应
亚铜盐与乙烯电荷转移络合物的形成涉及气体-固体平衡
C2H4(g)+ CuCl（s） CuClC2H4 （s）
是
调整体系中A, B
1.分子间相互作用 2.化学作用
3.外场作用
与Leabharlann Baidu离有关的性质上的差异 选择分离方法、材料和条件
使A, B不同
分子间相互作用是联系物质结构与性质的桥梁
2
3.1 分子间相互作用
物理相互作用和化学相互作用的区别
物理相互作用
化学相互作用
新物质的生成
无
有
相互作用能
弱(0-15 kJ/mol) 强(200-400 kJ/mol)
3 i j 2 6
IiI j Ii I j
Ii，Ij分别为分子i和j的第一电离势，i，j分别为i和j的 极化率。
各种分子之间的电离相差不大（880－1100kJ/mol），色 散力主要取决于极化率，即化学键的性质。
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3.3 分子间范德华力
色散力无处不在 色散相互作用普遍存在于各类化合物中。 非极性分子间相互作用力主要是色散力，如常温常压下，
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
氢键（40kJ/mol以下)比化学键弱1-2个数量级，但比范德 华力强。
与X和Y原子的电负性有关
X、Y原子的电负性越大，形成的氢键越强
与X和Y原子的原子半径有关
X、Y原子的原子半径越小，越易接近氢核，形成的氢键 越强。
例如：F原子的电负性最大，原子半径较小，
所以：－F－H …… F中的氢键最强。
具有永久偶极矩i和j的分子i和j，其相互作用势能为：
(U ij )CD
3kT
2
(4
0
)2
i2
2 j
6
(ij)CD表示随机取向的偶极相互作用的平均作用能。
例如：对季铵盐分子而言， i＝j＝33.3510-30 cm(10dB),当 r=1nm,T=300K时，平均作用能为9.7 kJ/mol,而最大偶极相互作用能 （偶极方向反平行）为50 kJ/mol。
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3.4 氢键相互作用
27
3.5 电荷转移相互作用
1.Lewis酸碱
Lewis酸—具有较强电子接受能力的化合物 Lewis碱—具有较强电子给予能力的化合物
2.电荷转移络合物
电子给予体与电子接受体之间形成的络合物
3.电荷转移络合物形成的条件
电子给予体分子中要有一个能量较高的已占分子轨道，因而具有相对 较低的电离势；电子接受体分子中要有能量足够低的空轨道，因而 具有相对高的电子亲和能。
Kp
pCuCl C2H 4 pC2H 4 pCuCl
因为：在给定温度下，固体组分在气相中的分压为常数
（等于其蒸汽压），且很小，
所以：PC2H4=常数
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3.5 电荷转移相互作用
离解压（PCd2iHs 4 ）
在上述实例中，络合反应达到平衡时气体组分分压称络合 物的离解压。 (1)当乙烯的实际分压大于离解压时，形成稳定的络合物 (2)当乙烯的实际分压小于离解压时，络合物自动分解， 直至达到离解压。 离解压反映了络合物的稳定性，在相同温度下，离解压越 低，络合物越稳定。
第3讲（第3章）
第3章 分离过程中分子间相互作用
3.1 分子间相互作用 3.2 分子间范德华力
3.2.1 色散力 3.2.2 永久偶极相互作用 3.2.3 诱导偶极相互作用 3.3 氢键相互作用 3.4 电荷转移相互作用
1
第3章 分离过程中分子间相互作用
分离的思路：
混合物A,B 否
分析分子结构是否有差别
31
3.5 电荷转移相互作用
6.其他电子接受体与给予体 接受体
空轨道接受体：pt(IV),Ag+,Cu+,BX3,SbX5 -接受体：I2,Br2 -接受体：SO2,Br2 大分子接受体：C60,C70
给予体
n-给予体：胺，酰胺，酮，酯，醇,醚,亚砜 -给予体：卤代烷烃
32
3.5 电荷转移相互作用
不饱和烃（烯烃、炔烃）的分离 亚铜盐、银盐、铂盐可以与烯烃和炔烃形成稳定的电荷
转移络合物，被用于烯烃和炔烃的分离或回收。 CuCl2已用于乙炔、乙烯、丁二烯、苯乙烯的工业分离。
34
3.5 电荷转移相互作用
8.不饱和化合物与过渡金属离子之间的化学键 不饱和化合物与过渡金属离子之间形成一个成分和一个 成分的键。
(ij )CD
1
(40 )2
6
(i
2 j
ji2 )
例如：四氯化碳、环己烷、甲苯、正庚烷等的固有偶极矩很 小，但它们被诱导的极化率（值）较高（分别为 105,109,123,136 cm3），因而在极性溶剂中均有较高的 极化能。
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3.3 分子间范德华力
在上述三种范德华力中，色散力通常是主要的。 例如： 在40℃液态2-丁酮的内聚能计算值由
15
3.3 分子间范德华力
3. 诱导偶极相互作用
诱导偶极—非极性分子没有固有偶极矩，但当受到电场作用时，分 子中的电荷常常发生分离，被诱导产生偶极。
诱导偶极距 —与外加电场强度E成正比。 ＝E （为被诱导分子的极化率）
16
3.3 分子间范德华力
诱导能
一个非极性（或弱极性）分子i处于邻近极性分子j的电场 中时，所产生的平均诱导能为：
5
3.1 分子间相互作用
双体（双分子）相互作用势能函数 体系总能量UT： UT=Ua+Ub+U(r) 分子间相互作用势能U(r)：U(r)=UT-(Ua+Ub)= UT-U() 这种相互作用势能也称作“双体相互作用势能函数”
6
3.1 分子间相互作用
分子间相互作用力
分子间相互作用势能U(r)在数值上等于将两个分子从无限远 处推进至相距r处时所需作的功。
己烷为液态、碘为固态。 许多有机化合物中，色散作用构成总吸引能的主要部分。 极性化合物的分子间也存在色散相互作用。 许多分离方法中，色散力起重要作用。 色散力也是许多溶剂极性不同的主要原因。
14
3.3 分子间范德华力
2. 永久偶极相互作用
永久偶极—分子中电荷分布不均匀的现象永久存在
相互作用势能
24
3.4 氢键相互作用
8、氢键对物质性质的影响。
（1）对物质熔、沸点的影响 分子间氢键使物质熔沸点升高。凡与熔沸点有关的物质
性质如熔化热、汽化热、蒸汽压等都受氢键影响。 分子内氢键常使其熔沸点低于同类化合物。 （2）对物质溶解度的影响 在极性溶剂中如果溶质分子与溶剂分子之间形成氢键，
则溶解度增大，如HF、NH3极易溶于水。 如果溶质分子形成分子内氢键，在极性溶剂中溶解度减
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 。
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3.3 分子间范德华力
i分子中产生瞬时偶极矩 j分子被诱导产生偶极矩
i
j
i
j
＋ －
未被诱导
＋ －
＋ －
11
3.3 分子间范德华力
当分子i与j都具有了瞬时偶极距后，它们将因静 电作用而相互吸引。
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3.3 分子间范德华力
色散(chromatic dispersion)相互作用势能
(Uij )CD
28
3.5 电荷转移相互作用
4.电荷转移反应
D + A (D…..A D+…..A－)
(a)
(b)
(a)表示D和A由一般分子间力连接， D和A之间未发生电 荷转移作用；(b)表示电荷从D转移至A形成近于离子键 状态的络合物。
29
3.5 电荷转移相互作用
5.芳香烃、烯烃上取代基的影响 取代基的性质对芳香烃和烯烃的电子接受或给予能力的 影响很大。
软硬酸碱理论：
软硬酸碱理论是判断电子给予体和电子接受体之间电荷 转移程度的定性标准。
软是指路易斯酸碱间的电荷转移不很明显，形成以共价 键为主的化学键，硬则指电荷转移很显著，形成以离子 键为主的化学键。
通常硬酸易于硬碱结合，软酸易于软碱结合。
33
3.5 电荷转移相互作用
7.电荷转移络合物在分离中的应用
吸电子基团使不饱和烃成为电子接受体 常见吸电子基团： －N(CH3)3+ ，－NO2，－CF3，=O，－COOH， －CHO，－CN， －X，－COR，－SO3H， 电子接受体化合物：1,3,5-三硝基苯，四氰基乙烯
30
3.5 电荷转移相互作用
推电子基团使不饱和烃成为电子给予体
常见推电子基团： －CH3，－NH2，－OH，－NHCOCH3，－C6H5， －OCH3 电子给予体化合物： 1,3,5-三甲基苯，苯胺
21
3.4 氢键相互作用
5、氢键对键长的影响 氢键能减小它所连接的两个强电负性原
子间的键长。 如正常O-O健长为0.35nm,而O-H…O
中的两个O之间的距离只有0.27nm.
22
3.4 氢键相互作用
6、氢键不仅存在于溶液中，也存在于晶体中。
23
3.4 氢键相互作用
7、分子间氢键和分子内氢键
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3.6 溶解与溶剂极性
溶剂不仅提供分离环境介质，而且参与分离。 3.6.1物质的溶解过程
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3.6 溶解与溶剂极性
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3.6 溶解与溶剂极性
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3.6 溶解与溶剂极性
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3.6 溶解与溶剂极性
“相似相溶”规律的局限性
－X－H……Y
2. 氢键的形成机理
当与H原子形成共价键的X电负性较大时，X原子强烈吸引H原子的核 外电子云，使H核几乎成为裸露状态。H核（即质子）半径相当小 （0.03nm），且无内层电子，与电负性大的Y有较强的静电相互作 用，从而形成氢键。
氢键的本质仍然是静电相互作用。
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3.4 氢键相互作用
3. 氢键的强弱
小，而在非极性溶剂中溶解度增大。
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3.4 氢键相互作用
（3）对水和冰密度的影响
形成氢键会导致水体积增大。 水在4℃时密度最大：在4℃以上，
分子热运动占主导，温度越高，则密 度减小；在4℃以下，氢键作用占主 导，温度越低，形成氢键越多，分子 间间隙越大，密度越小。 水结冰时，全部水分子以氢键连接， 形成空旷的结构。
8%的定向作用能，14%的诱导作用能和78%的色散作 用能组成。 极性分子间：主要是固有（永久）偶极相互作用； 非极性分子间：主要是色散作用； 含不饱和键或易极化键分子间：主要是诱导相互作 用。
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3.4 氢键相互作用
1. 氢键
氢原子在分子中与电负性较大的原子X形成共价键时，还可以吸引另 一个电负性较大的原子Y，与之形成较弱的化学结合—氢键
1. 色散力
色散相互作用原理：假定两个分子i和j处于不停的、随机的
运动状态，这些分子中的外层电子也在不停地运动。当此两 分子恰好处于相邻位置时，由于分子i上的电子随机运动可 能在某一瞬间t，电子在核周围的位置不对称，使分子中产 生瞬时偶极距。 i分子中的瞬时偶极距又在相邻分子j中诱 导出一个相应的偶极。于是，分子i和j都具有了瞬时的偶极 距，它们因静电作用而相互吸引。