范德华力和范德华半径

范德华力（vanderWaalsforce）中性原子之间通过瞬间静电相互作用产生的一种弱的分子之间的力。当两个原子之间的距离为它们的范德华半径之和时，范德华引力最强。强的范德华排斥作用可以防止原子相互靠近。

Van der Waals force

又译：范德瓦耳斯力

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

范德华力也叫分子间力。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.

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.

3、色散力

瞬间偶极－瞬间偶极之间有色散力.

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 00 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.

范德华半径

原子的范德华半径是指在分子晶体中，分子间以范德华力结合，如稀有气体相邻两原子核间距的一半.

范氏（范德华）半径

非金属元素有一种半径，叫范氏半径．例如，在CdCl2晶体里，测得在不同的“分子”（实际是层状的大分子）里Cl与Cl间的核间距为：d(Cl-Cl)=0.376nm．取其值的一半定为氯原子的范氏半径，即：r范=1/2(0.376nm)=0.188nm．对非金属元素，总有r范＞r共，从上图可以清楚地看出这一关系．图中表示出2个C l2，在同一个Cl2里，2个Cl核间距的一半是共价半径r共；在不同的2个Cl2间，2个Cl的核间距的一半是范氏半径r范．显而易见，r范＞r共．一般来说，对于金属元素，只有共价半径和金属半径；而非金属元素（稀有气体除外）有共价半径和范氏半径；稀有气体元素只有范氏半径．高中教材上原子半径全部用的是共价半径，所以稀有气体元素的半径与同周期其它元素没有可比性．