分子間作用力

無機與分析技術基礎化學教研室葉國華分子間作用力分子間作用力：物質(zhì)的分子與分子之間存在著一種比較弱的相互作用力。分子間作用力最早是由荷蘭科學家范德華提出的，因此也稱范德華力。分子間作用力主要包括范德華力和氫鍵。一、分子的極性鍵的極性及分子的構(gòu)型決定分子的極性。分子中正負電荷中心不重合在同一位置上——分子具有極性。極性分子：HCl，HF，SO2，NH3，CO，CHCl3……非極性分子：O2，N2，CO2，CCl4，CH4……雙原子分子：（1）兩個相同原子的雙原子分子，電負性相同，分子中電子云的分布是均勻的，在整個分子中，正負電荷重心重合，這種分子叫非極性分子。如H2、N2等。一、分子的極性雙原子分子：（2）兩個不同原子的雙原子分子，電負性不同，電子云偏向電負性較大的原子。整個分子中正負電荷重心不重合，這種分子叫做極性分子。如HCl，HF等。一、分子的極性多原子分子：取決于分子的空間構(gòu)型。若分子的空間構(gòu)型對稱，鍵的極性相互抵消，分子中正負電荷重心重合，因此為非極性分子。如：CO2，BeCl2，BF3，CH4一、分子的極性若分子的空間構(gòu)型不對稱，鍵的極性不能抵消，所以分子中正負電荷重心不重合，為極性分子。如：SO2，H2O，NH3等.多原子分子：取決于分子的空間構(gòu)型。一、分子的極性分子的偶極矩—表示分子極性的大小單位:

C·m庫侖.米方向:

正電荷中心→負電荷中心=q

dq為正電荷或負電荷重心的電量，d為正負電荷重心的距離又稱偶極長度。若μ=0，分子為非極性分子，

μ越大，分子極性越大。一、分子的極性一般來說，空間結(jié)構(gòu)對稱的（如直線形、平面三角性、正四面體）分子，其分子的偶極矩為0，是非極性分子。+q-qd..+—極性分子≠0±非極性分子

=0.一、分子的極性二、范德華力（一）取向力

極性分子與極性分子之間由于永久偶極間的相互作用而產(chǎn)生的靜電引力稱為取向力。包括：色散力、誘導力、取向力取向力只有極性分子與極性分子之間才存在。取向力的本質(zhì)是靜電引力，其大小決定于極性分子的偶極矩。分子的極性越強，偶極矩越大，取向力越大。

（二）誘導力當極性分子與非極性分子充分接近時，在極性分子永久偶極的影響下，非極性分子原來重合的正、負電荷中心發(fā)生相對的位移而產(chǎn)生誘導偶極。

這種電荷重心的相對位移叫做“變形”，因變形而產(chǎn)生的偶極，叫做誘導偶極，以區(qū)別于極性分子中原有的固有偶極。極性分子的永久偶極與另一分子的誘導偶極之間產(chǎn)生的靜電吸引作用力稱為誘導力。第一章第四節(jié)同樣，在極性分子和極性分子之間，除了取向力外，由于極性分子的相互影響，每個分子也會發(fā)生變形，產(chǎn)生誘導偶極。其結(jié)果使分子的偶極矩增大，既具有取向力又具有誘導力。（二）誘導力（三）色散力由于瞬時偶極之間的相互吸引而產(chǎn)生的作用力稱為色散力。分子的變形性越大(分子量越大)，越容易產(chǎn)生瞬時偶極，色散力越大。分子內(nèi)的原子核和電子都在作一定形式的運動，因而在某一瞬間，分子中核和電子發(fā)生瞬間相對位移，使正、負電荷重心不相重合，從而產(chǎn)生瞬時偶極。由于在極性分子中也會產(chǎn)生瞬時偶極，因此不僅非極性分子之間存在色散力，而且非極性分子與極性分子之間及極性分子之間也存在色散力。（三）色散力+-+-+--++--+由此可見：取向力存在于極性分子之間；誘導力存在于極性和非極性以及極性和極性分子之間；色散力存在于任何分子間。（三）色散力分子分子間力種類非極性分子-非極性分子非極性分子-極性分子極性分子-極性分子一般來說，分子間的范德華力以色散力為主，在大多數(shù)分子中，色散力>>取向力>誘導力。結(jié)構(gòu)相似的同系列物質(zhì)，相對分子量越大，分子的變形性也越大，分子間范德華力越強。色散力色散力、誘導力色散力、誘導力、取向力小結(jié)（四）范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響①共價分子型物質(zhì)的熔點、沸點低。②同類分子型物質(zhì)的熔點、沸點隨分子量增加而升高。分子型晶體熔化、分子型液體、氣化只需要破壞分子間弱的分子間力，所以熔、沸點低。分子量增大，分子的變形性增大，色散力亦增大。③分子間力也影響物質(zhì)的溶解度。相似相溶

范德華力越強，熔、沸點越高。為什么單質(zhì)F2、Cl2、Br2、I2的熔點、沸點依次升高？

答：是因為它們的相對分子質(zhì)量依次增大，分子的可極化性（變形性）依次增強，范德華力依次增大。（四）范德華力對物質(zhì)性質(zhì)的影響三、氫鍵（一）氫鍵的形成當氫與電負性大、半徑小的元素X(如F、O、N)以共價鍵結(jié)合的時候，這種強極性鍵使體積小的氫原子帶上密度很大的正電荷，氫可與另一電負性大且?guī)в泄聦﹄娮拥脑豗，產(chǎn)生相當大的吸引力。這種吸引作用稱為氫鍵。氫鍵基本上是靜電引力，不是化學鍵。氫鍵可表示為：第一章第四節(jié)氫鍵存在的證明水的沸點為何反常？影響氫鍵強弱的因素：（1）X與Y的電負性；電負性越大，氫鍵越強。（2）X與Y的半徑大小。半徑越小，氫鍵越強。常見氫鍵的強弱次序：形成氫鍵X－H…Y的條件：（1）有一個與電負性很大的元素X相結(jié)合的H原子（2）有一個電負性大半徑小并有孤對電子的Y原子。（一）氫鍵的形成（二）氫鍵的特點1.氫鍵有方向性和飽和性。飽和性指每個X-H的氫只能與一個Y原子相互吸引形成氫鍵。方向性指與X原子結(jié)合的H原子盡量沿著Y原子的孤對電子云伸展方向去吸引。2.氫鍵屬于靜電引力鍵能大于范德華力，弱于化學鍵。鍵能較小(小于共價鍵鍵能，略大于分子間力)。3.氫鍵可以形成分子內(nèi)氫鍵和分子間氫鍵。一個分子的X-H與另一個分子的Y原子相吸引而形成的氫鍵叫做分子間氫鍵；一個分子X-H與其內(nèi)部的Y原子相吸引而形成的氫鍵叫做分子內(nèi)氫鍵。（二）氫鍵的特點（四）氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響：1.熔點和沸點2.