范德华力

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水分子之间的氢键(主要)和范德华力

范德华力(van der Waals' force)在化学中指分子之间非定向的、无饱和性的、较弱的相互作用力,根据荷兰物理学家约翰内斯·范德瓦耳斯命名。范德华力是一种电性引力,但它比化学鍵氢键弱得多,通常其能量小於5kJ/mol。分子的大小和范德华力的大小成正比。

范德华力的主要来源有三种机制:

  1. 极性分子与极性分子之间的永久偶极矩相互作用,称为“取向力”。
  2. 极性分子对非极性分子极化作用,使之产生诱导偶极矩,永久偶极矩与其诱导出的偶极矩相互作用,称为“诱导力”。
  3. 一对非极性分子本身由于电子的概率运动,可以相互配合产生一对方向相反的瞬时偶极矩,这一对瞬时偶极矩相互作用,称为“色散力”。这种机制是范德华力的主要来源,1930年由F.W.伦敦首先根据量子力学原理给出解释,因此也称为“伦敦力”。

范德华力的大小会影响物质尤其是分子晶体熔点沸点通常分子的相对分子质量越大,范德华力越大。(氧化氢)比硫化氢的相对分子质量小,因此范德华力比后者弱,但由于水分子间存在更强的氢键,熔沸点反而更高。壁虎能夠在牆及各種表面上行走,便是因為腳上極細緻的匙突(spatulae)和接觸面產生的凡得瓦力所致。

方程[编辑]

对于无极性分子,两分子间作用力可近似用以下半经验公式表示:[1]

F(r)= \frac{\lambda}{r^s} - \frac{\mu}{r^t}

参见[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 包科达.《热物理学基础》,P44。