分子间力有几种?各种力产生的原因是什么(不同物质的分子之间的作用力是不是不同啊,若不同,有什么关系。)
分子间作用力一般指范德华力(van der Waals力)和氢键(1) 取向力(orientation force)a.永久偶极(permanent dipol...
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分子间力有几种?各种力产生的原因是什么
分子间作用力一般指范德华力(van der Waals力)和氢键
(1) 取向力(orientation force)
a.永久偶极(permanent dipole) 极性分子的正、负电荷重心本来就不重合,始终存在着一个正极和一个负极,极性分子的这种固有的偶极,称为永久偶极。
b.当两个极性分子相互接近时,一个分子带负电荷的一端要与另一个分子带正电荷的一端接近,这样就使得极性分子有按一定方向排列的趋势,因而产生分子间引力,称为取向力。
c.极性分子之间,离子与极性分子之间的相互作用力就是取向力,即取向力存在于永久偶极之间或离子与永久偶极之间。
(2) 诱导力(induction force)
a.诱导偶极(induced dipole) 本来分子中正、负电荷的重心重合在一起,由于带正电荷的核被引向负电极而使电子云被引向正电极,结果电子云和核发生相对的位移,分子发生了变形,电荷重心分离,导致非极性分子在外电场(或在极性分子、离子)中产生偶极,这种偶极称为诱导偶极。
b.应当注意,当外电场消失时,诱导偶极就消失,分子又重新变成非极性分子。
c.由诱导偶极产生的分子间作用力,称为诱导力。
为什么分子间有作用力?四种基本力有什么关系? 急
范德华力之一
范德华力是存在于分子间的一种吸引力,它比化学键弱得多.一般来说,某物质的范德华力越大,则它的熔点、沸点就越高.对于组成和结构相似的物质,范德华力一般随着相对分子质量的增大而增强.
范德华力之二
范德华力也叫分子间力.分子型物质能由气态转变为液态,由液态转变为固态,这说明分子间存在着相互作用力,这种作用力称为分子间力或范德华力.分子间力有三种来源,即色散力、诱导力和取向力.色散力是分子的瞬时偶极间的作用力,它的大小与分子的变形性等因素有关.一般分子量愈大,分子内所含的电子数愈多,分子的变形性愈大,色散力亦愈大.诱导力是分子的固有偶极与诱导偶极间的作用力,它的大小与分子的极性和变形性等有关.取向力是分子的固有偶极间的作用力,它的大小与分子的极性和温度有关.极性分子的偶极矩愈大,取向力愈大;温度愈高,取向力愈小.
在极性分子间有色散力,诱导力和取向力;在极性分子与非极性分子间有色散力和诱导力;在非极性分子间只有色散力.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.
范德华力之三
在物质的聚集态中,分子间存在着一种较弱的吸引力,作用能的大小一般只有每摩尔几千焦至几十千焦,比化学键的键能小1~2个数量级,亦称范德华引力或范氏力.它由三部分作用力组成:①当极性分子相互接近时,它们的固有偶极将同极相斥而异极相吸,定向排列,产生分子间的作用力,叫做取向力.偶极矩越大,取向力越大.②当极性分子与非极性分子相互接近时,非极性分子在极性分子的固有偶极的作用下,发生极化,产生诱导偶极,然后诱导偶极与固有偶极相互吸引而产生分子间的作用力,叫做诱导力.当然极性分子之间也存在诱导力.③非极性分子之间,由于组成分子的正、负微粒不断运动,产生瞬间正、负电荷重心不重合,而出现瞬时偶极.这种瞬时偶极之间的相互作用力,叫做色散力.分子量越大,色散力越大.当然在极性分子与非极性分子之间或极性分子之间也存在着色散力.范德华引力是存在于分子间的一种不具有方向性和饱和性,作用范围在几百个皮米之间的力.它对物质的沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、表面张力、粘度等物理化学性质有决定性的影响.
分子间的作用力是怎样产生的?
分类: 理工学科
问题描述:
分子间的引力是否是“万有引力”?斥力是否是“同种电荷的排斥力”?
解析:
分子间作用力又叫范德华力,分为三部分(1)取向力;是极性分子与极性分子之间,偶极定向排列产生的作用力(2)诱导力是当极性分子与非极性分子靠近时,极性分子的偶极使非极性分子变形,而产生的偶极叫诱导偶极.诱导偶极与极性分子的固有偶极相吸引产生的作用力叫诱导力(3)色散力,是指由于每个分子中的电子和原子核皆处在不断地运动中,因此经常会发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移,结果产生了瞬时偶极,两个瞬时偶极必然是处于异极相邻的状态,而相互吸引,称为色散力.分子间作用力有三个特点(1)一般只有几个至几十个KJ*mol比化学键能小1-2个数量级(2)作用力范围绝望几百Pm一般不具有方向性和饱和性.(3)对大多数分子,色散力是主要的,只有极性很大的分子取向力占较大比重,诱导力常小.
万有引力是对宏观而言,分子间作用力是对微观世界而言,是两个不同定义域的概念是不能混淆的.
不同物质的分子之间的作用力是不是不同啊,若不同,有什么关系。
分子间作用力
分子间作用力分子间作用力又被称为范德华力,按其实质来说是一种电性的吸引力,因此考察分子间作用力的起源就得研究物质分子的电性及分子结构。
目录
分子间作用力分类色散力
诱导力
取向力
三种力的关系
从范德华力看距离哲学
与氢键的关系
影响分子间作用力大小的因素
大小与物理性质分子间作用力分类 色散力
诱导力
取向力
三种力的关系
从范德华力看距离哲学
与氢键的关系
影响分子间作用力大小的因素
大小与物理性质
展开编辑本段分子间作用力分类
分子间作用力指存在于分子与分子之间或高分子化合物分子内官能团之间的作用力,简称分子间力。它主要包括: 范德华力:起初为了修正范德华方程而提出。普遍存在于固、液、气态任何微粒之间,与距离六次方成反比。根据来源不同又可分为: 色散力(en:London dispersion force):瞬时偶极之间的电性引力;取向力:固有偶极之间的电性引力;诱导力:诱导偶极与固有偶极之间的电性引力;氢键:X-H…Y类型的作用力。此外,新型的分子间作用力也不断有报道,包括双氢键和金键等。 定义: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/r 12- A/r 6 (对于2 个碳原子间,其参数值为B =11.5 ×10-6 kJnm12/mol ;A=5.96 × 10-3 kJnm6/mol;不同原子间A、B 有不同取值 12和6为公式的上角标,百度词条无法区别上下脚标)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。图中低点是范德华力维持的距离作用力最大,称范德华半径。
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
原子-内部组成的粒子模型图
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
诱导力(induction 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)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 为两个分子的偶矩极; 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。 分子作用力、离子键、盐键、共价键都是静电引力为什么差距这么大? 所以真正关键词是“距离”,我们可以把分子作用力、离子键放在一起考虑。 作用类型 能量和距离关系
荷电基团静电作用 1/r
离子—偶极子 1/r2
离子—诱导偶极 1/r4
偶极子—偶极子 1/r6取向力化学
偶极子—诱导偶极子 1/r6诱导力
诱导偶极子-诱导偶极子 1/r6色散力
非键排斥 1/r12—1/r6
在中学里学过离子键,以及NaCl、CsCl、CaF2、立方ZnS、六方ZnS、金红石TiO2 这六种典型化合物的晶体构型,是强作用力。 在生物学中重点是了解有机分子的离子相互作用。有机分子形成的离子,电负性差异没有那么大,相互作用不像这些典型的离子化合物离子键这样大,所以就称为离子相互作用;但他们的共同点都是靠静电引力做形成。 NaCl、CsCl、CaF2、立方ZnS、六方ZnS、金红石TiO2 这六种典型化合物的晶体构型其离子键能量是和距离一次方成反比,Mg2+和ATP 的相互作用,氨基酸两性离子间的相互作用。离子—偶极子是随距离二次方 而减小,离子—诱导偶极子是随距离4次方而减小。所以生物分子中的离子相互作用(也称盐键)是弱相互作用,是随1/r2—1/r4 而减小。
ATP 和镁离子相互作用
而范德华力包括引力和斥力,引力和6次方成反比,排斥力与距离12 次方成反比。他们都是静电力在不同层次的涌现。
编辑本段从范德华力看距离哲学
范德华力很好理解,这和夸克的“渐进自由”不同。用孔子的话来说就是“近则不逊,远则怨。”人与人之间需要有一定心灵的距离,远了会孤独,需要彼此拉近;近了,矛盾又会激化。对原子来说这个“矛盾”可是和距离12 次方成反比,而吸引力是和6 次方成反比。原子间的距离可以近似度量,但是人与人心灵距离,却无法度量…… 人与人之间也会有一个安全距离。美国心里学硕士邓肯说过:1.2 米是人与人之间的安全距离。除非是你特别信任、熟悉或者亲近的人,否则无论是说话还是其他的交往,逾越了这个距离,都会让你产生不安全的感觉。大街上的来来往往的人流,两人一组、三人一群的,前后彼此的距离也大都保持在一定的距离内,这也是人们下意识的安全防范吧;还有自动提款机前的一米安全线。留心一些,会发现安全距离在我们身边处处可见。有的人说婚姻是一座围城,没有进去的人想进去;进去的人又想出来。人与人之间的距离往往大于生命的“范德华半径”彼此信任较少。 进入婚姻围城后都渴望彼此心的距离更近些变得不再孤独,也正是因为越过了人自我界限,便会有猜疑,不信任,误会,患得患失,渴望对方付出更多,向对方索取更多,最终像夸克、费米子一样走向了“渐进自由”才构成了现在社会的离婚。如果人与人距离过远,人就会孤独,得不到依靠,会变得不再信任他人,然后被社会所排斥。每个人要找到内心的完整,和不同的人保持合适的距离,内心才能平衡。这就是生命的“范德华半径”,这是分子的哲学也是人的哲学。 最远的距离 泰戈尔世界上最远的距离,不是树与树的距离,而是同根生长的树枝,却无法在风中相依; 世界上最远的距离,不是树枝无法相依,而是相互了望的星星,却没有交汇的轨迹;
世界上最远的距离,不是星星之间的轨迹,而是纵然轨迹交汇,却在转瞬间无处寻觅;
世界上最远的距离,不是瞬间便无处寻觅,而是尚未相遇,便注定无法相聚; 世界上最远的距离,是鱼与飞鸟的距离,一个在天,一个却深潜海底;
世界上最遥远的距离,不是生与死,而是我就站在你的面前,你却不知道我爱你;
世界上最遥远的距离,不是我就站在你的面前,你却不知道我爱你,而是明明知道彼此相爱,却不能在一起;
世界上最遥远的距离,不是明明知道彼此相爱,却不能在一起,而是明明无法抵挡这股想念,却故意装作毫不在意;
世界上最遥远的距离,是用自己冷漠的心,对爱你的人,掘了一道无法跨越的沟渠;
……两个人的爱被茫茫的宇宙隔开,女孩深入不知名的星系, 与地球上的男孩唯一可以联系的手段是手机短信。随着女孩与地球的距离日渐遥远,短信到达地球所需的时间也越来越长…… 知道对方的存在与思念本身便已是最大的安慰
编辑本段与氢键的关系
氢键的本质是强极性键(A-H)上的氢核 与电负性很大的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子B之间的静电引力。氢原子可以同时与2个电负性很大、原子半径较小且带有未共享电子对的原子(如O、N、F等)相结合。在X—H…Y,X、Y都是电负性很大、原子半径较小且带有未共享电子对的原子。X—H中,X有极强的电负性,使得X—H键上的电子云密度偏向于X一端,而H显示部分正电荷;另一分子中的Y上也集中着电子云而显负性,它与H以静电力相结合,这就是氢键的本质。所以一般把形成氢键的静电引力也称为范德华力,所不同的的是它具有饱和性与方向性。这种力一般在40kJ/mol以下,比一般的键能小得多。 H . . / H H…:O H H \ / \ / / :O: H…:N—H…:N—H \ \ H H 从物理力学角度讲可分为引力和斥力 引力: ①当外力欲使物体拉伸时,组成物体的大量分子间将表现出引力以抗拒外界对它的拉伸。 ②分子间虽然有空隙,大量分子却能聚在一起形成固体和液体,说明分子间存在引力。 ③固体保持一定的形状,说明分子间有引力。 斥力: ①当外力欲使物体压缩时,组成物体的大量分子间将表现出斥力以抗拒外界对它的压缩。 ②分子间有引力,分子却没有紧紧吸在一起,而是还存在着空隙,说明分子间有斥力。
编辑本段影响分子间作用力大小的因素
氢键、键的极性、相对分子量。半径(结构相似的离子化合物,半径越大,则距离越远,离子键越弱,熔沸点越低)
编辑本段大小与物理性质
组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,克服分子间引力使物质熔化和汽化就需要更多的能量,熔、沸点越高.但存在氢键时分子晶体的熔沸点往往反常地高。气体分子之间的距离较大,故分子间的相互作用较小;液体和固体的存在,正是分子间有互相吸引作用的证明;而液体、固体的难于压缩,又证明了分子间在近距离时表现出的排斥作用。

好了,今天关于“分子间作用力的作用力分类”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的介绍对“分子间作用力的作用力分类”有更全面的认识,并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。如果您有任何问题或需要进一步的信息,请随时告诉我。
