色散力

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更新時間: 2013-09-10

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分子相互靠攏時,它們的瞬時偶極矩之間會產生很弱的吸引力,這種吸引力稱為色散力。

色散力  

    由於分子中電子和原子核不停地運動,非極性分子的電子云的分佈呈現有漲有落的狀態,從而使它與原子核之間出現瞬時相對位移,產生了瞬時偶極,分子也因而發生變形。分子中電子數愈多、原子數愈多、原子半徑愈大,分子愈易變形。瞬時偶極可使其相鄰的另一非極性分子產生瞬時誘導偶極,且兩個瞬時偶極總採取異極相鄰狀態,這種隨時產生的分子瞬時偶極間的作用力為色散力(因其作用能表達式與光的色散公式相似而得名)。雖然瞬時偶極存在暫短,但異極相鄰狀態卻此起彼伏,不斷重複,因此分子間始終存在著色散力。無疑,色散力不僅存在於非極性分子間,也存在於極性分子間以及極性與非極性分子間。
  色散力存在於一切分子之間。色散力與分子的變形性有關,變形性越強越易被極化,色散力也越強。稀有氣體分子間並不生成化學鍵,但當它們相互接近時,可以液化並放出能量,就是色散力存在的證明。
  這3種分子間力統稱為范德華力。它是在人們研究實際氣體對理想氣體的偏離時提出來的。分子間力有以下特點:①分子間力的大小與分子間距離的6次方成反比。因此分子稍遠離時,分子間力驟然減弱。它們的作用距離大約

在300~500pm範圍內。分子間既保持一定接觸距離又「無」電子云的重疊時,相鄰兩分子中相互接觸的那兩個原子的核間距之半稱原子的范德華半徑。氯原子的范德華半徑為180pm,比其共價半徑99pm大得多。②分子間力沒有方向性和飽和性。③分子間力作用能一般在2~20kJ·mol-1,比化學鍵能(100~600kJ·mol-1)小約1~2數量級。
  鹵素分子物理性質很容易用分子間力作定性的說明:F2,Cl2,Br2,I2都是非極性分子。順序分子量增大,原子半徑增大,電子增多,因此色散力增加,分子變形性增加,分子間力增加。所以鹵素分子順序熔、沸點迅速增高,常溫下F2,Cl2是氣體,Br2是液體而I2則是固體。不過,HF,H2O,NH3 3種氫化物的分子量與相應同族氫化物比較明顯地小,但它們的熔、沸點則反常地高,其原因在於這些分子間存在氫鍵。

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