化学小知识—有关分子间力(范德华力)

我爱教化学 2022-12-25 20:54:57 98 次浏览

范德华力包括:取向力、诱导力和色散力。

🏷取向力

极性分子本身存在的偶极,称为固有偶极或永久偶极。气态时,极性分子在空间中无规则地运动着,其偶极的排列也是没有规律的。凝聚状态时,由于同极相斥、异极相吸,固有偶极之间的作用使得极性分子的排列受到周围其他分子排列的影响,在空间中存在一定的取向限制【如图(a)】所示。这种由于极性分子固有偶极的取向而产生的分子间相互作用力,称为取向力。

❗️取向为只存在于极性分子之间,其大小主要取决于分子的固有偶极矩。固有偶极矩越大,极性分子之间的取向力越大。

🏷诱导力

当极性分子与非极性分子相邻时,在极性分子的固有偶极电场的作用下。非极性分子受诱导而变形极化产生诱导偶极,这种固有偶极与诱导偶极之回的相互作用称为诱导力【如图(b)】。诱导力与分子的固有偶极矩,分子的变形性有关。偶极矩越大、分子的极化率越大,诱导力越大。

❗️诱导力除了存在于极性分子与非极性分子之间,还存在于极性分子之间。因为极性分子相互靠近,在发生取向的同时,相互之间也互为外电场,使对方变形极化,在固有偶极的基础上再产生诱导偶极。

🏷色散力

非极性分子没有固有偶极矩,但存在着瞬时偶极矩,因为分子内电子在不停地远动,原子核在不停地振动,因而在某一瞬间,分子内的正、负电荷中心会出现不重合的现象,产生瞬时偶极矩。瞬时偶极矩之间的作用力称为色散力【如图(c)】。

❗️色散力产生于核与电子的瞬时相对位移,不仅存在于非极性分子之间,也存在于极性分子与非极性分子、极性分子与极性分子之间。它主要与分子的变形性有关,分子的变形性越大,色散力越强。

💡三种分子间力一般为:色散力>>取向力>诱导力。

对大部分分子而言,色散力占主导地位,只有极性很大、变形性很小的分子(例如 H2O)。取向力才占主要,诱导力一般都很小。

📡分子间作用力对物质的物理性质影响很大。分子间作用力越大,物质的熔点、沸点越高,硬度越大。由于色散力一般是分子间主要的作用力,对结构相似的同系列物质,通过比较相对分子质量的大小,就可以比较其熔点、沸点的高低。例如,F2、Cl2、Br2、I2分子的熔点、沸点依次升高。


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