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范德華引力

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水分子之間的氫鍵(主要)和范德華引力

范德華引力(Van der Waals force)在化學中指分子之間非定向的、無飽和性的、較弱的相互作用力,根據荷蘭物理學家約翰內斯·范德瓦耳斯命名。范德華引力是一種電性重力,但它比化學鍵氫鍵弱得多,通常其能量小於5kJ/mol。范德華引力的大小和分子的大小成正比。

范德華引力的主要來源有三種機制:

  1. 極性分子與極性分子之間的永久偶極矩相互作用,稱為「取向力」。
  2. 極性分子對非極性分子極化作用,使之產生誘導偶極矩,永久偶極矩與其誘導出的偶極矩相互作用,稱為「誘導力」。
  3. 一對非極性分子本身由於電子的機率運動,可以相互配合產生一對方向相反的瞬時偶極矩,這一對瞬時偶極矩相互作用,稱為「色散力」。這種機制是非極性分子中范德華引力的主要來源,1930年由F.W.倫敦英語Fritz London首先根據量子力學原理給出解釋,因此也稱為「倫敦力」。

范德華引力的大小會影響物質尤其是分子晶體熔點沸點通常分子的分子量越大,范德華引力越大。(氧化氫)比硫化氫的相對分子質量小,因此范德華引力比後者弱,但由於水分子間存在更強的氫鍵,熔沸點反而更高。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)和接觸面產生的范德華引力所致。

方程式[編輯]

對於無極性分子,兩分子間作用力可近似用以下半經驗公式表示:[1]

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 包科達.《熱物理學基礎》,P44。