分子間作用力

無機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室葉國(guó)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(xué)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(fù)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(gè)相同原子的雙原子分子，電負(fù)性相同，分子中電子云的分布是均勻的，在整個(gè)分子中，正負(fù)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(gè)不同原子的雙原子分子，電負(fù)性不同，電子云偏向電負(fù)性較大的原子。整個(gè)分子中正負(fù)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(duì)稱，鍵的極性相互抵消，分子中正負(fù)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(duì)稱，鍵的極性不能抵消，所以分子中正負(fù)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(kù)侖.米方向:

正電荷中心→負(fù)電荷中心=q

dq為正電荷或負(fù)電荷重心的電量，d為正負(fù)電荷重心的距離又稱偶極長(zhǎng)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(duì)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(dǎo)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(qiáng)，偶極矩越大，取向力越大。

（二）誘導(dǎo)力當(dāng)極性分子與非極性分子充分接近時(shí)，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(fù)電荷中心發(fā)生相對(duì)的位移而產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。

這種電荷重心的相對(duì)位移叫做“變形”，因變形而產(chǎn)生的偶極，叫做誘導(dǎo)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(dǎo)偶極之間產(chǎn)生的靜電吸引作用力稱為誘導(dǎo)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(gè)分子也會(huì)發(fā)生變形，產(chǎn)生誘導(dǎo)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(dǎo)力。（二）誘導(dǎo)力（三）色散力由于瞬時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)，因而在某一瞬間，分子中核和電子發(fā)生瞬間相對(duì)位移，使正、負(fù)電荷重心不相重合，從而產(chǎn)生瞬時(shí)偶極。由于在極性分子中也會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)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(dǎo)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(dǎo)力。結(jié)構(gòu)相似的同系列物質(zhì)，相對(duì)分子量越大，分子的變形性也越大，分子間范德華力越強(qiáng)。色散力色散力、誘導(dǎo)力色散力、誘導(dǎo)力、取向力小結(jié)（四）范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響①共價(jià)分子型物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低。②同類分子型物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)，熔、沸點(diǎn)越高。為什么單質(zhì)F2、Cl2、Br2、I2的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)依次升高？

答：是因?yàn)樗鼈兊南鄬?duì)分子質(zhì)量依次增大，分子的可極化性（變形性）依次增強(qiáng)，范德華力依次增大。（四）范德華力對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響三、氫鍵（一）氫鍵的形成當(dāng)氫與電負(fù)性大、半徑小的元素X(如F、O、N)以共價(jià)鍵結(jié)合的時(shí)候，這種強(qiáng)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(fù)性大且?guī)в泄聦?duì)電子的元素Y，產(chǎn)生相當(dāng)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(xué)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(diǎn)為何反常？影響氫鍵強(qiáng)弱的因素：（1）X與Y的電負(fù)性；電負(fù)性越大，氫鍵越強(qiáng)。（2）X與Y的半徑大小。半徑越小，氫鍵越強(qiáng)。常見氫鍵的強(qiáng)弱次序：形成氫鍵X－H…Y的條件：（1）有一個(gè)與電負(fù)性很大的元素X相結(jié)合的H原子（2）有一個(gè)電負(fù)性大半徑小并有孤對(duì)電子的Y原子。（一）氫鍵的形成（二）氫鍵的特點(diǎn)1.氫鍵有方向性和飽和性。飽和性指每個(gè)X-H的氫只能與一個(gè)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(duì)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(xué)鍵。鍵能較小(小于共價(jià)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(gè)分子的X-H與另一個(gè)分子的Y原子相吸引而形成的氫鍵叫做分子間氫鍵；一個(gè)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(diǎn)（四）氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：1.熔點(diǎn)和沸點(diǎn)2.