请问如何计算分子间作用力?要具体的计算公式

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/24 03:21:21
请问如何计算分子间作用力?要求同时包括引力和斥力
要具体的计算公式
而且请大家顺便解释一下斥力的产生机理

分子间力有取向力、诱导力和色散力3种类型。

1.取向力

相同元素两原子间形成的共价键为非极性键,不同元素原子间形成的共价键为极性键。极性键中,共用的电子对偏向电负性大的原子,因此电负性大的原子带部分负电荷(δ-),而电负性小的原子则带部分正电荷(δ+)。电负性差异越大,键的极性将越大。多原子分子的极性除了与各键的极性有关外,还决定于分子空间构型。若分子对称性很高,使各键极性相互抵消,则分子将无极性。如C—O是极性键,但CO2是直线型对称分子,两键极性相消是非极性分子。H2O中H—O是极性键,它是V型结构,键的极性不能抵消,因而H2O分子有极性,是极性分子。

极性分子可视作偶极子,其极性用偶极矩μ=qd来衡量,即正或负电荷电量(q)与电荷中心间距d的乘积。μ一般在10-30C·m数量级。μ=0的分子为非极性分子,μ越大,分子极性越大。测定分子偶极矩是确定分子结构的一种实验方法。德拜(P.J.W Debye,荷)因创立此方法而荣获1936年诺贝尔化学奖。

极性分子相互靠近时,因分子的固有偶极之间同极相斥异极相吸,使分子在空间按一定取向排列,使体系处于更稳定状态。这种固有的偶极间的作用力为取向力,其实质是静电力。

2.诱导力

极性分子与非极性分子相遇时,极性分子的固有偶极产生的电场作用力使非极性分子电子云变形,且诱导形成偶极子,固有偶极子与诱导偶极子进一步相互作用,使体系稳定。这种作用力为诱导力。这种作用力同样存在于极性分子间,使固有偶极矩加大。

3.色散力

由于分子中电子和原子核不停地运动,非极性分子的电子云的分布呈现有涨有落的状态,从而使它与原子核之间出现瞬时相对位移,产生了瞬时偶极,分子也因而发生变形。分子中电子数愈多、原子数愈多、原子半径愈大,分子愈易变形。瞬时偶极可使其相邻的另一非极性分子产生瞬时诱导偶极,且两个瞬时偶极总采取异极相邻状态,这种随时产生的分子瞬时偶极间的作用力为色散力(因其作用能表达式与光的色散公式相似而得名)。虽然瞬时偶极存在暂短,但异极相邻状态却此起彼伏,不断重复,因此分子间始终存在着色散力。无疑,色散力不仅存在于非极性分子间,也存在于极性分子间以及极性与非极性分