如何理解范德华力
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发布时间：2022-04-22 10:15
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时间：2023-07-07 16:46
开放分类： 化学、自然科学、科学、量子物理学、分子力
Van der Waals force
又译：范德瓦耳斯力、范德瓦尔斯力
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 0 0 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.
氢键是一种特殊的范德瓦耳斯力。
新的观点
[编辑本段]
有新的观点认为除以上三种范德华力以外，分子之间还存在另一种作用力。这是用 能自由旋转的电荷群之间的吸引力 来解释的。极性分子与非极性分子之间的任何一种组合都存在这种作用力。详情在文后的参考资料链接。
参考资料：http://ke.baidu.com/view/62532.htm
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时间：2023-07-07 16:47
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时间：2023-07-07 16:47
分子懂不。。
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时间：2023-07-07 16:48
