分子间作用力的作用范围
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发布时间：2022-04-21 23:19
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时间：2024-01-22 02:55
范德华力（又称分子作用力）产生于分子或原子之间的静电相互作用。其能量计算的经验方程为:U =B/r12- A/r6(对于2 个碳原子间,其参数值为B =11.5 ×10-6 kJ·nm12/mol ；A=5.96 × 10-3 kJ·nm6/mol；不同原子间A、B 有不同取值）当两原子彼此紧密靠近电子云相互重叠时，发生强烈排斥，排斥力与距离12 次方成反比。低点是范德华力维持的距离作用力最大，称范德华半径。分子引力与距离6次方成反比，分子斥力与距离12次方成反比。
范德华力又可以分为三种作用力：诱导力、色散力和取向力。
色散力
色散力
色散力（dispersion force 也称“伦敦力”）所有分子或原子间都存在。是分子的瞬时偶极间的作用力，即由于电子的运动，瞬间电子的位置对原子核是不对称的，也就是说正电荷重心和负电荷重心发生瞬时的不重合，从而产生瞬时偶极。色散力和相互作用分子的变形性有关，变形性越大（一般分子量愈大，变形性愈大）色散力越大。色散力和相互作用分子的电离势（即为电离能）有关，分子的电离势越低（分子内所含的电子数愈多），色散力越大。色散力的相互作用随着1/r6 而变化。其公式为：I1和I2 分别是两个相互作用分子的电离能,α1 和α2 是它们的极化率。
诱导力
括号里取平方
诱导力（inction force）在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存在诱导力。由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形(即电子云被吸向极性分子偶极的正电的一极)，结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，本来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了偶极。这种电荷重心的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极，以区别于极性分子中原有的固有偶极。诱导偶极和固有偶极就相互吸引，这种由于诱导偶极而产生的作用力，叫做诱导力。在极性分子和极性分子之间，除了取向力外，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极。其结果使分子的偶极距增大，既具有取向力又具有诱导力。在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力。
诱导力与极性分子偶极矩的平方成正比。诱导力与被诱导分子的变形性成正比，通常分子中各原子核的外层电子壳越大（含重原子越多）它在外来静电力作用下越容易变形。相互作用随着1/r6 而变化，诱导力与温度无关。其公式：α为极化率。
取向力
取向力（orientation force 也称dipole-dipole force）取向力发生在极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成偶极。因此，当两个极性分子相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸，两个分子必将发生相对转动。这种偶极子的互相转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。这时由于相反的极相距较近，同极相距较远，结果引力大于斥力，两个分子靠近，当接近到一定距离之后，斥力与引力达到相对平衡。这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力，叫做取向力。取向力与分子的偶极矩平方成正比，即分子的极性越大，取向力越大。取向力与绝对温度成反比，温度越高，取向力就越弱关相互作用随着1/r6而变化。其公式为：μ1，μ2为两个分子的偶极矩；r为分子质心间的距离，k为Boltzmann 常数，T为热力学温度，负值表示能量降低。
三种力的关系
极性分子与极性分子之间，取向力、诱导力、色散力都存在；极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力。这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性。极性越大，取向力的作用越重要；变形性越大，色散力就越重要；诱导力则与这两种因素都有关。但对大多数分子来说，色散力是主要的。实验证明，对大多数分子来说，色散力是主要的；只有偶极矩很大的分子(如水)，取向力才是主要的；而诱导力通常是很小的。极化率α反映分子中的电子云是否容易变形。虽然范德华力只有0.4—4.0kJ/mol，但是在大量大分子间的相互作用则会变得十分稳固。比如C—H 在苯中范德华力有7 kJ/mol，而在溶菌酶和糖结合底物范德华力却有60kJ/mol，范德华力具有加和性。
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时间：2024-01-22 02:55
当分子间距大于10倍的分子直径（分子的直径也是以埃作为数量级）时,分子力变得极其微弱,可以忽略。
当分子间距为某一距离r(称为平衡距离,约为1埃，即10的负10次方)时,分子之间的引力与斥力大小相等,作用抵消。
当分子间距小于r时,斥力大于引力,斥力起主要作用。
当分子间距大于r时,斥力小于引力,引力起主要作用。
例如：气体分子之间距离大于其分子直径的10倍，所以，气体分子之间的作用力就非常微弱，因此气体分子在做无规则运动的过程中，除了与其它气体分子碰撞或碰到容器壁而受力之外，不受其它力，所以气体分子可以到达它所能到达的任何空间。即气体可以无限的扩散。
又如：破镜是不能重圆的，原因是破裂处的分子之间距离已变大，而且大到了大于十倍的分子直径的程度，所以破裂处的分子间作用力非常微弱，几乎不能使它们再成为一个整体。要使它们成为一个整体，方法有：使它熔化后重塑；且强力胶使破裂处分子拉近到分子引力能起作用的范围等等。
扩展资料：
分子间三种作用力的关系
极性分子与极性分子之间，取向力、诱导力、色散力都存在；极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力。这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性。
极性越大，取向力的作用越重要；变形性越大，色散力就越重要；诱导力则与这两种因素都有关。但对大多数分子来说，色散力是主要的。实验证明，对大多数分子来说，色散力是主要的；只有偶极矩很大的分子(如水)，取向力才是主要的；而诱导力通常是很小的。
极化率α反映分子中的电子云是否容易变形。虽然范德华力只有0.4—4.0kJ/mol，但是在大量大分子间的相互作用则会变得十分稳固。比如C—H 在苯中范德华力有7 kJ/mol，而在溶菌酶和糖结合底物范德华力却有60kJ/mol，范德华力具有加和性。
参考资料来源：百度百科-分子间作用力
