分子间作用力或IMF是分子间的物理作用力。相反,分子内作用力是单个分子中原子之间的作用力。分子间作用力比分子内作用力弱。
分子间作用力之间的相互作用可以用来描述分子之间如何相互作用。分子间作用力的强弱决定了物质的状态(如固体、液体、气体)和某些化学性质(如熔点、结构)。
分子间作用力有三种主要类型:伦敦色散力、偶极-偶极相互作用和离子-偶极相互作用。下面我们将详细介绍这三种分子间作用力,以及每种类型的示例。
伦敦色散力也称为LDF、伦敦力、色散力、瞬时偶极力、诱导偶极力或诱导偶极诱导偶极力
伦敦色散力,即两个非极性分子之间的力,是分子间作用力中最弱的。一个分子的电子被另一个分子的原子核吸引,而被另一个分子的电子排斥。当分子的电子云被吸引和排斥的静电力扭曲时,就会产生偶极子。
示例:伦敦分散力的一个示例是两个甲基(-CH3)基团之间的相互作用。
示例:伦敦色散力的第二个示例是氮气(N2)和氧气(O2)分子之间的相互作用。原子的电子不仅被吸引到自己的原子核上,而且也被吸引到其他原子核中的质子上。
当两个极性分子彼此靠近时,就会发生偶极-偶极相互作用。一个分子的正电荷部分被另一个分子的负电荷部分吸引。由于许多分子是极性的,这是一种常见的分子间作用力。
例子:偶极-偶极相互作用的一个例子是两个二氧化硫(SO2)分子之间的相互作用,其中一个分子的硫原子被另一个分子的氧原子吸引。
例:H氢键被认为是偶极-偶极相互作用的一个具体例子,它总是涉及氢。一个分子的氢原子被另一个分子的电负性原子吸引,例如水中的氧原子。
离子与极性分子发生偶极相互作用。在这种情况下,离子的电荷决定了分子的哪个部分吸引,哪个部分排斥。阳离子或正离子会被分子的负部分吸引,并被正部分排斥。阴离子或负离子会被分子的正部分吸引,并被负部分排斥。
示例:离子偶极相互作用的一个示例是钠离子和水(H2O)之间的相互作用,其中钠离子和氧原子相互吸引,而钠和氢相互排斥。
范德华力是不带电原子或分子之间的相互作用。这些力被用来解释物体之间的普遍吸引力、气体的物理吸附和凝聚相的内聚。范德瓦尔斯力包括分子间力以及一些分子内力,包括Keesom相互作用、德拜力和伦敦色散力。
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