分子间的作用力VIP免费

分子间的作用力上面已经讨论了三种基本类型的化学键，它们都是分子内部原子间较强的结合力，是决定分子化学性质的主要因素。在分子与分子之间还存在着较弱的作用力，它是决定物质的沸点、熔点、溶解度等物理性质的重要因素。为了更好地说明分子间作用力，先谈一下分子极化的问题。一、分子极化任何分子都有正、负电重心，任何分子又都有变形的性能。因而在外电场的作用下，分子的电荷重心可发生相对的位移，即分子发生变形，这个过程就叫分子的极化（被极化）。例如非极性分子，正、负电重心是重合的，但在外电场作用下，正负电重心可被拉开，发生变形并产生偶极（图3－59），这叫诱导偶极（外电场除去，偶极也消除）。对于极性分子，其本身具有偶极这叫固有偶极，在没有外电场作用时极性分子的固有偶极由于热运动，而杂乱排列。但在外电场作用下杂乱无章的极性分子可按电场方向定向排列起来，同时由于电场的作用而使偶极加大（固有偶极加诱导偶极）产生一定的变形（图3－60）。由上可看出，无论非极性分子还是极性分子在外电场作用下都可发生极化作用。二、分子间力的形成如果将外电场换成极性分子自身所产生的电场,这就与上述情况相似，彼此有相互作用,也就产生了分子间力，下面就分别来分析这方面的情况。1.取向力当极性分子和极性分子相互接近时，它们的固有偶极的同极相斥而异极相吸，就使得极性分子按一定方向排列（图3－61），因而产生了分子间的作用力，这种力叫取向力。显然，极性分子的偶极矩越大，取向力越大。这种力只存在于极性分子与极性分子之间。2.诱导力当极性分子和非极性分子相接近时，非极性分子在极性分子的固有偶极的作用下，发生极化，而产生诱导偶极，然后诱导偶极与极性分子固有偶极相互吸引（图3——62）。这种由于诱导偶极而产生的作用力，称为诱导力。这种力产生于极性分子与非极性分子之间，当然极性分子与极性分子之间也互相诱导，因而也有这种力。3.色散力非极性分子与非极性分子之间有无作用力？实验指出，N2、O2、H2……等气体，只要充分降温，都可以转变成液态和固态。这就说明这些分子间也是存在着吸引力。那么这种力是如何产生的呢？'从统计观点看，非极性分子没有极性，但组成分子的正、负微粒总是在不断地运动着,在某一瞬间，对多个分子而言总可能有分子出现正、负电荷重心不重合，而成为偶极子，这种偶极叫瞬时偶极。对大量分子，这种瞬时偶极的存在就成为经常性的，这种靠瞬时偶极产生的作用力叫色散力。不难理解，只要分子可变形，不论其原先是否有偶极、分子间都会产生瞬时偶极。因此，色散力是普遍存在的，而且分子个越大，越易变形，也即分子量越大，色散力就越大。此外，由于瞬时偶极的方向处在瞬息万变之中，故色散力的方向是多变的（没有方向性）。以上这三种力总称为分子间力，也叫范德华力或范氏力（取名Van-derWaals）。［思考题］“极性分子之间的作用力称为取向力，色散力仅存在于非极性分子之间”这些说法正确吗？三、分子间力的特点1•不同情况下分子间力的组成不同极性分子与极性分子间的作用力是由取向力、诱导力和色散力三部分组成；极性分子与非极性分子间只有诱导力和色散力；非极性分子间仅存在色散力。色散力是普遍存在，不仅如此，在多数情况下，色散力还占据分子间力的绝大部分，这已为事实所证实。下表是一些分子的分子间力（能）的分配。表3-25分子间力的分配（单位:kj/.ulJ•分子取、向力谨导力色散力’.总和虹0.0000.ODO;8.498.49co0.00290.00848.748.75HI0.025Q.11.3025086Z5.98}[Br0.6860：5Q221.9223.09HC13.3051..00416.8221.13NH313..311.548'14.94貂.58H2O36.381.92-98.99647.28由表可看出，即使在HC1这样强极性分子之间的作用力中，色散力仍高达80%。这主要是大量分子，瞬时偶极瞬息变化，尽管是瞬间，但十分频繁，无时无刻不在，因此色散力占绝大部分。2•分子间力作用的范围很小（一般是300〜500pm）分子间力是短程力，它随着分子间的距离增加，分子间作用力（能）以其六次方的关系减小。因此，在液态或固态的情况下，分子间力比较显著；而在气态时，分子间力很小，往往可忽略。3.分子间力与化学键不...