分子间作用力

7.7.4　分子间作用力

1.取向力　当两个极性分子彼此靠近时，由于固有偶极存在，同极相斥、异极相吸，使分子发生相对移动，并定向排列。因异极间的静电引力，极性分子相互更加靠近。由于固有偶极的取向而产生的作用力，称为取向力(orientation force)。两个极性分子的相互作用如图7.21所示。当然由于分子的热运动，分子不会完全定向地排列成行。

取向力的本质是静电引力，它只存在于极性分子间，可根据静电理论求出取向力的大小。

2.诱导力　当极性分子与非极性分子相互接近时，极性分子使非极性分子的正负电荷重心彼此分离，产生诱导偶极(induced dipole)。这种由于诱导偶极而产生的作用力，称为诱导力(induced force)。极性分子与非极性分子的相互作用如图7.22所示。同样，当极性分子与极性分子相互接近时，除取向力外，在彼此偶极的相互影响下，每个分子也会发生变形而产生诱导偶极，因此也存在着诱导力。

诱导力不仅存在于极性分子与非极性分子间，也存在于极性分子与极性分子之间。诱导力的本质也是静电引力。

3.色散力　当非极性分子相互接近时，由于分子中电子的不断运动和原子核的不断振动，常发生电子云和原子核之

间的瞬间相对位移，而产生瞬间偶极。分子间由于瞬间偶极而产生的作用力称为色散力(dispersion force)。非极性分子的相互作用如图7.23所示，由于从量子力学导出的这种力的理论公式与光色散公式相似，因此把这种力叫做色散力。虽然瞬间偶极存在的时间很短，但是不断地重复发生，又不断地相互诱导和吸引，因此色散力始终存在。

色散力与分子的变形性有关。变形性愈大，色散力愈大。

对分子间力的分配，有人做过计算，结果列于表7.6。

表7.6　分子间作用力的分配情况

由表7.6可以看出，分子间总是存在色散力的。对大多数分子来说，色散力是分子间主要的作用力，三种作用力的大小一般为色散力＞＞取向力＞诱导力。

总之，分子间的力是一种永远存在于分子或离子间的作用力，由于随着分子间的距离增大而迅速减小，所以它通常表现为分子间近距离的吸引力，作用范围仅在几百皮米以内；其作用能的大小从几到几十kJ·mol^-1，比化学键小1～2个数量级。它没有方向性和饱和性。

物质的性质，如熔点、沸点等与分子间的力有关，如范德华力小的物质，其熔点和沸点都低。表7.6中的Ar和CO都是难液化的气体。