相對(duì)分子質(zhì)量越大,分子間作用力越大,有氫鍵的除外.
分子間作用力 - 介紹
分子間作用力按其實(shí)質(zhì)來說是一種電性的吸引力,因此考察分子間作用力的起源就得研究物質(zhì)分子的電性及分子結(jié)構(gòu).分子間作用力可以分為以下三種力.
(1)取向力
取向力發(fā)生在極性分子與極性分子之間.由于極性分子的電性分布不均勻,一端帶正電,一端帶負(fù)電,形成偶極.因此,當(dāng)兩個(gè)極性分子相互接近時(shí),由于它們偶極的同極相斥,異極相吸,兩個(gè)分子必將發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng).這種偶極子的互相轉(zhuǎn)動(dòng),就使偶極子的相反的極相對(duì),叫做“取向”.這時(shí)由于相反的極相距較近,同極相距較遠(yuǎn),結(jié)果引力大于斥力,兩個(gè)分子靠近,當(dāng)接近到一定距離之后,斥力與引力達(dá)到相對(duì)平衡.這種由于極性分子的取向而產(chǎn)生的分子間的作用力,叫做取向力.
(2)誘導(dǎo)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(dǎo)力.
在極性分子和非極性分子之間,由于極性分子偶極所產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)非極性分子發(fā)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(jié)果使非極性分子的電子云與原子核發(fā)生相對(duì)位移,本來非極性分子中的正、負(fù)電荷重心是重合的,相對(duì)位移后就不再重合,使非極性分子產(chǎn)生了偶極.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.誘導(dǎo)偶極和固有偶極就相互吸引,這種由于誘導(dǎo)偶極而產(chǎn)生的作用力,叫做誘導(dǎo)力.
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.在陽離子和陰離子之間也會(huì)出現(xiàn)誘導(dǎo)力.
(3)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(huì)產(chǎn)生引力,然而事實(shí)上卻非如此.例如,某些由非極性分子組成的物質(zhì),如苯在室溫下是液體,碘、萘是固體；又如在低溫下,N2、O2、H2和稀有氣體等都能凝結(jié)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(dāng)非極性分子相互接近時(shí),由于每個(gè)分子的電子不斷運(yùn)動(dòng)和原子核的不斷振動(dòng),經(jīng)常發(fā)生電子云和原子核之間的瞬時(shí)相對(duì)位移,也即正、負(fù)電荷重心發(fā)生了瞬時(shí)的不重合,從而產(chǎn)生瞬時(shí)偶極.而這種瞬時(shí)偶極又會(huì)誘導(dǎo)鄰近分子也產(chǎn)生和它相吸引的瞬時(shí)偶極.雖然,瞬時(shí)偶極存在時(shí)間極短,但上述情況在不斷重復(fù)著,使得分子間始終存在著引力,這種力可從量子力學(xué)理論計(jì)算出來,而其計(jì)算公式與光色散公式相似,因此,把這種力叫做色散力.
分子間作用力 - 總結(jié)
總結(jié)以上所述,分子間作用力的來源是取向力、誘導(dǎo)力和色散力.一般說來,極性分子與極性分子之間,取向力、誘導(dǎo)力、色散力都存在；極性分子與非極性分子之間,則存在誘導(dǎo)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,決定于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(dǎo)力則與這兩種因素都有關(guān).但對(duì)大多數(shù)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.