氣體分子能夠凝結(jié)為液體和固體,是分子間作用力作用的結(jié)果.分子間引力越大,則越不易氣化,所以沸點(diǎn)越高,氣化熱越大.固體熔化為液體時(shí)也要部分地克服分子間引力,所以分子間引力較大者,熔點(diǎn)較高,熔化熱較大.
①稀有氣體和一些簡(jiǎn)單的對(duì)稱分子的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而升高.
在稀有氣體的原子里,電子云和核之間經(jīng)常產(chǎn)生瞬時(shí)的相對(duì)位移,因而產(chǎn)生瞬時(shí)偶極,這樣便產(chǎn)生了原子間的引力.從He至Rn隨著原子序數(shù)增加,原子核與最外層的電子聯(lián)系相應(yīng)減弱,相應(yīng)的原子的極化率(在單位電場(chǎng)強(qiáng)度下,由分子極化而產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩,用μ表示)也增加,因而加強(qiáng)了色散力.這樣一來(lái),就增加了原子間的相互吸引力,所以相對(duì)原子質(zhì)量越大,極化率越大,色散力也越大,反映在沸點(diǎn)上隨相對(duì)原子質(zhì)量增大而升高.
②同系物的沸點(diǎn)和熔點(diǎn),隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而升高,這是因?yàn)橥滴锏呐紭O矩大致相等,電離能也大致相等.所以分子間引力的大小主要決定于極化率α的大小.由于在同系物中相對(duì)分子質(zhì)量越大的極化率也越大,因此沸點(diǎn)和熔點(diǎn)也就越高.
③同分異構(gòu)體的極化率α相等,所以偶極矩越大的分子,分子間作用力越大,沸點(diǎn)越高.
(2)分子間作用力與物質(zhì)的溶解度
液體的互溶以及固態(tài)、氣態(tài)的非電解質(zhì)在液體里的溶解度都與分子間力有密切的關(guān)系.例如,非極性分子組成的氣體像稀有氣體、H2、O2、N2和鹵素等溶于非極性液體,主要是由于溶質(zhì)分子與溶劑分子之間色散力的作用；至于溶解于極性溶劑里,雖然有誘導(dǎo)力等,但仍然是色散力起主要作用.因此,溶質(zhì)或溶劑(指同系物)的極化率增大,溶解度增大,尤其當(dāng)溶質(zhì)和溶劑的極化率都增大時(shí),這種效應(yīng)更為明顯.
極性溶劑的締合作用主要是偶極間的相互作用,此種作用比溶質(zhì)與溶劑分子間的誘導(dǎo)力大得多,所以非極性溶質(zhì)在極性溶劑里的溶解度一般是很小的,這也就是平常所說(shuō)的“相似相溶”的根據(jù)之一.
除上述一些性質(zhì)外,分子間作用力還決定著物質(zhì)的熵效應(yīng)、氣化熱、粘度、表面張力、物理吸附作用,等等.