范德華引力
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范德華引力(英語:van der Waals force)又名范德瓦耳斯力[1],在化學中指分子或稀有氣體原子之間非定向的、無飽和性的、較弱的相互作用力,根據荷蘭物理學家約翰內斯·范德瓦耳斯命名。范德華引力是一種靜電相互作用,但它比化學鍵或共價鍵弱得多,通常其能量小於5kJ/mol。范德華引力的大小和分子的大小成正比。
范德華引力的主要來源有三種機制:
- 取向力(偶極-偶極力):極性分子之間的相互作用力
- 誘導力(偶極-誘導偶極力):極性分子極化非極性分子,產生誘導偶極矩,並相互作用
- 分散力:一對非極性分子由於本身電子的機率運動,可以相互配合產生一對方向相反的瞬時偶極矩,這一對瞬時偶極矩相互作用。這種機制是非極性分子中范德華引力的主要來源,1930年由F.W.倫敦首先根據量子力學原理給出解釋
范德華引力的大小會影響物質尤其是分子晶體的熔點和沸點,通常分子的分子量越大,范德華引力越大。水(氧化氫)比硫化氫的相對分子質量小,因此范德華引力比後者弱,但由於水分子間存在更強的氫鍵,熔沸點反而更高。壁虎能夠在牆及各種表面上行走,便是因為腳上極細緻的匙突(spatulae)和接觸面產生的范德華引力所致。[2]
方程式
對於無極性分子,兩分子間作用力可近似用以下半經驗公式表示:[3]