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范德华力是什么

326 人参与  2020年10月27日 21:37  分类 : 科学百科  评论

范德华力是什么

范德华力是什么

原子与原子之间以及离子与离子之间是依靠化学键结合成分离子键,共价键和金属键是分子内原子间比较强的 相互作用,键能约为100〜800kj.mol-1。事实上,在分子间也存 在着一种相互作用,不过比较弱,其结合能大约只有几到几十千 焦每摩尔。气体分子能凝结为液体和同体,主要就靠这种分子间 的作用。由于荷兰物理学家范德华第一个提出这种相互作用,所 以通常把分子间的作用力就称为范德华力。

人们对范德华力本质的认识也是随着量子力学的出现而逐步 深入的。范德华力一般包括三个部分,取向力、诱导力和色散 力。为了寻求范德华力的来源,先来了解分子的偶极矩和极化 率。在任何一个分子中都可以找到一个正电荷重心和一个负电荷重心,根据正、负电荷重心是否重合,可以把分子分为极性分子 和非极性分子。正、负电荷重心不相互重合的分子叫极性分子, 两个电荷重心互相重合的分子叫非极性分子。如果我们把正电荷 重心与负电荷重心距离称为偶极长,通常以d来表示,那么就 可把分子的偶极矩定义为分子的偶极长d和偶极上一端电荷V的 乘积。

偶极矩是一个矢量,化学上规定其方向是从正到负。由于极 性分子的正、负电荷重心不重合,因此分子中始终存在着一个正 极和一个负极,极性分子的这种间有的偶极称为永久偶极。而非 极性分子尽管正、负电荷重心重合,但由于分子内部的原子核和 电子都在不停地运动着,不断地改变着它们的相对位置,在某一 瞬间,分子的正电荷重心和负电荷重心会发生不重合的现象,这 时所产生的偶极就是瞬时偶极。另外,若有外电场作用时,由于同性相斥、异性相吸,非极性分子原来重合的正、负电荷重心被 分开,极性分子原来不重合的正、负电荷重心被更进一步分开, 这种正、负电极分化的过程就称为极化。显然在外电场的影响 下,非极性分子可以变为一个具有偶极的极性分子,而极性分子 固存偶极会进步增大,这种在外电场影响下所产生的偶极称为 诱导偶极,电场越强,分子的变形越显著,诱导偶极越大。

在非极性分子之间,只有色散作用;在极性分子和非 极性分子之间,有诱导作用和色散作用;在极性分子之间,则有 取向、诱导和色散作用。这三种作用都是吸引作用,分子间力就 是这三种力的总称,也就是通常所说的范德华力。

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