分子取向

分子取向力發生在極性分子與極性分子之間。由於極性分子的電性分布不均勻,一端帶正電,一端帶負電,形成偶極。

分子取向力發生在極性分子與極性分子之間。由於極性分子的電性分布不均勻,一端帶正電,一端帶負電,形成偶極。因此,當兩個極性分子相互接近時,由於它們偶極的同極相斥,異極相吸,兩個分子必將發生相對轉動。這種偶極子的互相轉動,就使偶極子的相反的極相對,叫做“取向”。這時由於相反的極相距較近,同極相距較遠,結果引力大於斥力,兩個分子靠近,當接近到一定距離之後,斥力與引力達到相對平衡。這種由於極性分子的取向而產生的分子間的作用力,叫做取向力

誘導力

在極性分子和非極性分子之間以及極性分子和極性分子之間都存在誘導力。在極性分子和非極性分子之間,由於極性分子偶極所產生的電場對非極性分子發生影響,使非極性分子電子云變形(即電子云被吸向極性分子偶極的正電的一極),結果使非極性分子的電子云與原子核發生相對位移,本來非極性分子中的正、負電荷重心是重合的,相對位移後就不再重合,使非極性分子產生了偶極。這種電荷重心的相對位移叫做“變形”,因變形而產生的偶極,叫做誘導偶極,以區別於極性分子中原有的固有偶極。誘導偶極和固有偶極就相互吸引,這種由於誘導偶極而產生的作用力,叫做誘導力

同樣,在極性分子和極性分子之間,除了取向力外,由於極性分子的相互影響,每個分子也會發生變形,產生誘導偶極。其結果使分子的偶極矩增大,既具有取向力又具有誘導力。在陽離子陰離子之間也會出現誘導力。

色散力

非極性分子之間也有相互作用。粗略來看,非極性分子不具有偶極,它們之間似乎不會產生引力,然而事實上卻非如此。例如,某些由非極性分子組成的物質,如苯在室溫下是液體,是固體;又如在低溫下,N2、O2、H2和稀有氣體等都能凝結為液體甚至固體。這些都說明非極性分子之間也存在著分子間的引力。當非極性分子相互接近時,由於每個分子的電子不斷運動和原子核的不斷振動,經常發生電子云和原子核之間的瞬時相對位移,也即正、負電荷重心發生了瞬時的不重合,從而產生瞬時偶極。而這種瞬時偶極又會誘導鄰近分子也產生和它相吸引的瞬時偶極。雖然,瞬時偶極存在時間極短,但上述情況在不斷重複著,使得分子間始終存在著引力,這種力可從量子力學理論計算出來,而其計算公式與光色散公式相似,因此,把這種力叫做色散力。

一般說來,極性分子與極性分子之間,取向力、誘導力、色散力都存在;極性分子與非極性分子之間,則存在誘導力和色散力;非極性分子與非極性分子之間,則只存在色散力。這三種類型的力的比例大小,決定於相互作用分子的極性和變形性。極性越大,取向力的作用越重要;變形性越大,色散力就越重要;誘導力則與這兩種因素都有關。但對大多數分子來說,色散力是主要的。分子間作用力的大小可從作用能反映出來。

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