范德華力是什么

原子與原子之間以及離子與離子之間是依靠化學(xué)鍵結(jié)合成分離子鍵，共價(jià)鍵和金屬鍵是分子內(nèi)原子間比較強(qiáng)的 相互作用，鍵能約為100?800kj.mol-1。事實(shí)上，在分子間也存 在著一種相互作用，不過比較弱，其結(jié)合能大約只有幾到幾十千 焦每摩爾。氣體分子能凝結(jié)為液體和同體，主要就靠這種分子間 的作用。由于荷蘭物理學(xué)家范德華第一個(gè)提出這種相互作用，所 以通常把分子間的作用力就稱為范德華力。

人們對(duì)范德華力本質(zhì)的認(rèn)識(shí)也是隨著量子力學(xué)的出現(xiàn)而逐步 深入的。范德華力一般包括三個(gè)部分，取向力、誘導(dǎo)力和色散 力。為了尋求范德華力的來源，先來了解分子的偶極矩和極化 率。在任何一個(gè)分子中都可以找到一個(gè)正電荷重心和一個(gè)負(fù)電荷重心，根據(jù)正、負(fù)電荷重心是否重合，可以把分子分為極性分子 和非極性分子。正、負(fù)電荷重心不相互重合的分子叫極性分子， 兩個(gè)電荷重心互相重合的分子叫非極性分子。如果我們把正電荷 重心與負(fù)電荷重心距離稱為偶極長(zhǎng)，通常以d來表示，那么就 可把分子的偶極矩定義為分子的偶極長(zhǎng)d和偶極上一端電荷V的 乘積。

偶極矩是一個(gè)矢量，化學(xué)上規(guī)定其方向是從正到負(fù)。由于極 性分子的正、負(fù)電荷重心不重合，因此分子中始終存在著一個(gè)正 極和一個(gè)負(fù)極，極性分子的這種間有的偶極稱為永久偶極。而非 極性分子盡管正、負(fù)電荷重心重合，但由于分子內(nèi)部的原子核和 電子都在不停地運(yùn)動(dòng)著，不斷地改變著它們的相對(duì)位置，在某一 瞬間，分子的正電荷重心和負(fù)電荷重心會(huì)發(fā)生不重合的現(xiàn)象，這 時(shí)所產(chǎn)生的偶極就是瞬時(shí)偶極。另外，若有外電場(chǎng)作用時(shí)，由于同性相斥、異性相吸，非極性分子原來重合的正、負(fù)電荷重心被 分開，極性分子原來不重合的正、負(fù)電荷重心被更進(jìn)一步分開, 這種正、負(fù)電極分化的過程就稱為極化。顯然在外電場(chǎng)的影響 下，非極性分子可以變?yōu)橐粋€(gè)具有偶極的極性分子，而極性分子 固存偶極會(huì)進(jìn)步增大，這種在外電場(chǎng)影響下所產(chǎn)生的偶極稱為 誘導(dǎo)偶極，電場(chǎng)越強(qiáng)，分子的變形越顯著，誘導(dǎo)偶極越大。

在非極性分子之間，只有色散作用；在極性分子和非 極性分子之間，有誘導(dǎo)作用和色散作用；在極性分子之間，則有 取向、誘導(dǎo)和色散作用。這三種作用都是吸引作用，分子間力就 是這三種力的總稱，也就是通常所說的范德華力。