范德华力,也称为分子间作用力或范德瓦尔斯力,是 存在于分子之间的一种较弱的电性吸引力。这种力是决定物质的沸点、熔点、溶解度等物理性质的重要因素。范德华力不同于化学键,如离子键、共价键和金属键,它涉及的是分子间的相对较弱的吸引力。
范德华力有三个主要来源:
极性分子的永久偶极矩之间的相互作用:
极性分子由于电性分布不均匀,一端带正电,一端带负电,形成偶极,这些偶极之间会相互吸引。
一个极性分子使另一个分子极化,产生诱导偶极矩并相互吸引:
当一个极性分子靠近另一个分子时,它会改变后者的电性分布,产生诱导偶极矩,从而产生吸引力。
分子中电子的运动产生瞬时偶极矩,它使邻近分子瞬时极化,后者又反过来增强原来分子的瞬时偶极矩,这种相互耦合产生净的吸引作用:
这种机制称为色散力或伦敦力,是范德华力的一种重要形式。
范德华力是一种次级键,具有加和性,作用范围通常在几百个皮米之间,作用能的大小一般只有每摩尔几千焦至几十千焦。由于这种力较弱,它通常不会对物质的化学性质产生显著影响,但对于物质的物理性质,如熔点和沸点,却有重要影响。
总结来说,范德华力是分子之间普遍存在的一种弱电性吸引力,它包括极性分子间的偶极相互作用、极性分子的诱导偶极矩相互作用以及分子间电子运动产生的瞬时偶极矩相互作用。这种力对于物质的聚集态和物理性质有重要影响。