范德瓦尔斯力

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化学物理学,名称范德华力有时被用作非共价的力(也称为分子间作用力). 这些作用于稳定分子之间的力,与化学键合从历史上看,总作用力的名称使用是正确的,因为荷兰物理学家J.D.范德瓦尔斯,将自己的名字赋予了这些力量,他认为这两种力量都令人反感分子间作用力的吸引分量;看见这篇文章范德瓦尔斯原始势的解析形式(回忆一下,力是梯度)。

不幸的是,范德瓦尔斯力的定义没有严格的约定。一些文本只考虑吸引人的组件分子间势能的范德瓦尔斯力。其他文本仅将吸引力的某一部分指定为范德瓦尔斯力。为了理解差异,我们必须认识到对分子间势的不同贡献。

对分子间电位的贡献

有关更多详细信息,请参阅分子间作用力总结这篇文章,我们注意到几乎所有的分子间作用力都有四个主要贡献。总是有一个排斥部分,阻止分子复合物的崩溃,还有一个吸引部分。排斥部分主要是由于典型的量子力学效应分子间的电子交换.吸引人的部分又包括三个不同的贡献

(i) 电荷之间的静电相互作用(对于分子离子),电偶极子(在分子携带非消失永久性的情况下偶极子),电四极杆(所有对称性低于立方的分子),通常在多极静电相互作用有时称为基萨母。原子在S公司-态(球对称态),如H原子和稀有气体原子,不携带任何多极,对于这样的系统,这种力是不存在的。
(ii)吸引力的第二个来源是诱导(也称为极化)这是一个分子上的永久多极与另一个分子的诱导多极之间的相互作用。这种交互有时在后面调用德拜每个原子和分子都是极化的,但并不是每个原子或分子都有永久的多极子,所以这种相互作用可能不存在。
(iii)第三个景点通常以下列名称命名伦敦他自己称之为分散,分散。这是惰性气体原子,但它在任何一对原子和分子,与它们的对称性无关。这种相互作用大致与极化率单体。

回到命名法:一些文本表示范德瓦尔斯力是力的总和(包括排斥力),其他力是指所有吸引力(然后有时会区分范德瓦尔斯-基索姆、范德瓦尔斯·德拜和范德瓦尔斯·隆登),最后,一些人将“范德瓦尔力”仅仅用作伦敦力/分散力的同义词。因此,当人们遇到“范德瓦尔斯力”这个术语时,重要的是要从上下文中确定分子间力的确切含义。

属性

所有分子间/范德华力都是各向异性的(两个惰性气体原子之间的力除外),这意味着它们取决于分子的相对取向。无论取向如何,诱导和色散相互作用始终是吸引人的,但静电相互作用的变化标志着分子的旋转。也就是说,静电力可以是吸引力,也可以是排斥力,这取决于分子的相互取向。当分子在气相和液相中进行热运动时,静电力在很大程度上是平均的,因为分子热旋转,从而探测静电力的排斥和吸引部分。有时,这种效应表现为“室温周围的随机热运动通常可以克服或破坏它们”(指范德瓦尔斯力的静电分量)。显然,对于总是有吸引力的诱导力和分散力来说,热平均效应就不那么明显了。

随着参与债券的单体越来越大,伦敦的力量也越来越强。这是由于具有更大、更分散电子云的分子的极化率增加。这一趋势体现在卤素(从最小到最大:F2,氯2,溴2,我2).气体室温下,是液体,并且是固体。这些分子没有偶极,但有四极以及相应的四极-四极相互作用。然而,后一种静电相互作用在很大程度上是由室温下的热运动平均出来的,因此伦敦力是主导因素。

随着更多的地面接触,伦敦部队也变得更强。更大的表面积意味着不同分子之间的相互作用更紧密。

这个伦纳德-琼斯势通常用作总范德瓦尔斯力(排斥加吸引)各向同性部分的近似模型,作为距离的函数。

分子间作用力是压力加宽的某些情况的原因(范德瓦尔斯展宽)谱线的形成范德瓦尔斯分子.