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Unit 7 Intermolecular Forces
分子间作用力
术语定义
intramolecular forces
分子内作用力（
即化学键
bond
）
Intermolecular
forces
分子间作用力
分子间作用力的特点
影响物质：
带电离子
ion
非极性物质
nonpolar
species(
??
=0)
极性物质
polar
species(
??
>0)
可极化物质
polarizable species
力的性质：
是
Electrostatic
静电力，永远是吸引力
分子间作用力的分类
Ion-Dip
ole
离子
-
偶极子（取向力）
形成于离子
Ion
与电偶极子
electric dipole
（即极性分子
polarmolecule
）之间
每摩尔能量：
40 - 600 kJ/mol
例子：
氯化钠溶液中，钠离子与水生成配位球
Coordinatio
n spheres
Dipole - Dipole
偶极子
-
偶极子（取向力）
形成于多个电偶极子
electric dipol
e
（即极性分子
polarmolecule
< br>）之间
每摩尔能量：
5 -
25 kJ/mol
例子：
含羟基有机物浸润玻璃容器
极性分子间作用力的三种能量情况：
高能量
中等能量
低能量
Hydrogen
bonds
氢键（取向力）
氢键
Hydrogen
bonds
是双偶极分子间作用力
Dipole
–
Dipole
的一种特殊情况
强极性
键上的氢核
（
C-H
键并不是强极性键
）
与电负性很大的、
含孤电子对并带有部分负电
荷的原子（氮氧或氟）之间的静电作用力
每摩尔能量：
10 - 40 kJ/mol
例子：
水分子间形成氢键
甲醇水溶液
蛋白质的空间结构及
DNA
的双螺旋结构
氢键对物质沸点的影响：
分子间氢键会使物质的沸点升高，氢键越多影响越明显
Ion - Induced Dipole
离子
-
诱导偶极子（诱导力）
每摩尔能量：
3 - 15 kJ/mol
形成条件及过程：
例子：
二价铁离子与氧气分子
Dipole - Induced Dipole
偶极子
-
诱导偶极子（诱导力）
每摩尔能量：
2 - 10 kJ/mol
形成条件及过程：
例子：
氯化氢与氯气
Dispersion
色散力
(London
伦敦力
)
任何一个分子，
都存在着瞬间偶极，
这种瞬间偶极
也会诱导邻近分子产生瞬间偶极，
于是任
意两个分子都可以靠瞬
间偶极相互吸引在一起。这种瞬间偶极产生的作用力称为色散力
每摩尔能量：
0.05 - 40
kJ/mol
分子间作用力与粒子大小的关系
越大
的粒子越容易被极化，这使得诱导力和色散力更容易形成，相应的沸点也会更高
例子：
Substance
物质
He
Ne
Ar
Kr
Xe
BoilingTemperature (K)
沸点
4.2
27.1
87.3
120
165
总结
ion - ion
离子
-
离子
ion
–
dipole
离子
-
偶极子
dipole - dipole
偶极子
-
偶极子
（包括氢键）
ion -
induced dipole
induction
离子<
/p>
-
诱导偶极子
force
Dipole-induced dipole
诱导力
偶极子
-
诱导偶极子
间，
极性分子与极性分
dispersion
子之间，极性分子
London
force
伦敦力
色散力
间，非极性分子与
非极性分子之间
粒子间力的强度越强，种类越多，其沸点越高。
与非极性分子之
van der Waals
force
范德瓦尔斯力
与非极性分子之
子之间，极性分子
极性分子与极性分
orie
ntation
极性分子与极性分
force
子之间
取向力
↓
强
度
（
每
摩
尔
能
量
）
依
次
递
减
液体与分子间作用力
Surface
Tension
表面张力
由液体的分
子间作用力产生（液面分子受到的净作用力指向液面下方）
高能量
液
体的表面分子有一种吸引的内力，形成液面，液面的韧性称为表面张力
定义为液面对表面积增加所产生的阻力，单位为
N/m
或
J/m
2
表面张力与粒子间作用力的关系
<
/p>
CH
3
(CH
2
)
2
CH
3(
l)
H
2
O
(l)
NaCl
(l)
Hg
(l)
Surfacetension, J/m2
0.0184
(dispersion
色散力
)
0.0728(H-bonds
氢键
)
0.100 (ionic
bonds
离子键
)
0.472
(metallic
bonds
金属
键
)
Capillary
Action
毛细管作用
指水在毛细管内对抗重力做向上运动的现象。
产生现象的原因是玻璃与水的分子间作用力（主要是氢键，称为
Adhesio
n
附着力）远大于
水分子间作用力（氢键）和水分子的重力
这同样解释了水在玻璃容器中凹陷的液面：
不同物质间的附着力
adhesion
和凝聚力
Cohesion
（同类分子间的作用力）不同
这导致不同物质情况有区别。汞原子间的作用力为金属键
因此其凝聚力
Cohesion
比汞与二氧
化硅间的分子作用力（附着力
adhesion
）更大
这导致玻璃容器中的汞液面向上凸起
Viscosity
粘性
指液体流动的阻力，由三个因素决定
1.
分子间作用力（如碳水化合物水溶液
hydrocarbo
ns vs. water
）
2.
液体中有机分子的碳链长度
3.
液体的温度（如发动机润滑油粘性随温度变化）
Vapour Pressure
蒸汽压（
p
vap
）
液体与其蒸汽在封闭容器中达到动态平衡的压力。