偶极-偶极相互作用英文解释翻译、偶极-偶极相互作用的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 dipole-dipole interaction
分词翻译:
偶极的英语翻译:
【化】 dipole
【医】 dipole
偶的英语翻译:
by chance; even; idol; image; mate; spouse
【医】 pair
极的英语翻译:
bally; cruelly; extreme; fearfully; mighty; pole
【医】 per-; pole; polus
相互作用的英语翻译:
reciprocity
【计】 mutual effect
【化】 interaction; interreaction
【医】 interaction
专业解析
偶极-偶极相互作用(Dipole-Dipole Interaction)是指两个具有永久偶极矩的分子(或化学键)之间,通过空间产生的静电吸引力。它是分子间作用力的一种重要类型,尤其在极性分子之间起主导作用。
详细解释:
-
偶极的本质:
- 当分子中正负电荷中心不重合时,分子就具有偶极矩(Dipole Moment),形成电偶极子(Electric Dipole)。偶极矩(μ)是一个矢量,方向从正电荷中心指向负电荷中心,大小等于电荷量(q)与正负电荷中心距离(d)的乘积:$$mu = q times d$$
- 具有永久偶极矩的分子称为极性分子(如 HCl, H₂O, NH₃)。
-
相互作用的机制:
- 当一个极性分子的正电端(δ⁺)靠近另一个极性分子的负电端(δ⁻)时,它们之间会产生静电引力。
- 相反,当两个正电端或两个负电端靠近时,会产生静电斥力。
- 由于分子在不停地运动(热运动、转动),它们会倾向于调整方向,使得异极相吸的排列方式占优势,从而产生净吸引力。这种吸引力的大小与分子偶极矩的乘积成正比,与分子间距离的立方成反比,并且强烈依赖于分子的相对取向。
-
关键特征:
- 永久性:源于分子固有的、不对称的电荷分布(永久偶极)。
- 方向性:吸引力的大小和方向高度依赖于两个偶极子的相对取向。最稳定的排列是头(δ⁺)对尾(δ⁻)的线性排列。
- 强度:通常比范德华力中的另一种力——诱导力和色散力——要强(对于具有较大偶极矩的分子而言),但比离子键或共价键弱得多。其能量范围一般在5-20 kJ/mol。
- 温度依赖性:温度升高加剧分子热运动,破坏有利的取向排列,从而削弱偶极-偶极相互作用。
- 作用距离:属于短程力,随距离增大迅速衰减。
-
重要性与应用:
- 是决定极性物质物理性质(如沸点、熔点、粘度、表面张力、溶解度)的关键因素之一。例如,极性分子(如水)比分子量相近的非极性分子(如甲烷)具有更高的沸点,部分原因就是水分子间存在较强的偶极-偶极相互作用(以及氢键)。
- 在分子识别、超分子化学(如主客体化学)和生物分子结构(如蛋白质折叠、DNA双螺旋稳定性中的次要作用力)中扮演重要角色。
- 影响溶剂化作用和化学反应性。
汉英词典视角的关键词对应:
- 偶极 (Ǒu Jí) - Dipole
- 偶极矩 (Ǒu Jí Jǔ) - Dipole Moment
- 相互作用 (Xiāng Hù Zuò Yòng) - Interaction
- 极性分子 (Jí Xìng Fēn Zǐ) - Polar Molecule
- 静电引力 (Jìng Diàn Yǐn Lì) - Electrostatic Attraction
- 分子间作用力 (Fēn Zǐ Jiān Zuò Yòng Lì) - Intermolecular Force
权威参考来源:
- Levine, I. N. Physical Chemistry (6th ed.). McGraw-Hill. 物理化学经典教材,对分子间作用力有系统阐述。
- Atkins, P., & de Paula, J. Atkins' Physical Chemistry (11th ed.). Oxford University Press. 另一本权威物理化学教材,详细讨论各种分子间力。
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Gold Book. 提供“dipole-dipole interaction”的标准定义。 (可访问 IUPAC 官网 Gold Book 部分)
- Khan Academy - Intermolecular forces. 提供清晰易懂的入门解释和动画演示。 (可访问 Khan Academy 官网相关课程)
- LibreTexts Chemistry - Dipole-Dipole Interactions. 开放教育资源,包含详细解释和示例。 (可访问 LibreTexts Chemistry 库相关页面)
网络扩展解释
偶极-偶极相互作用是极性分子之间的一种重要分子间作用力,其核心特征和科学内涵可归纳如下:
一、基本定义
偶极-偶极相互作用指两个具有永久偶极矩的极性分子之间,通过正负电荷端的静电吸引形成的相互作用。例如,HCl分子中带正电的H端会与相邻分子的Cl负端相互吸引。
二、作用机制
- 偶极矩相关性:作用力大小与分子偶极矩的乘积成正比,与分子间距的立方成反比
$$
F propto frac{p_1 cdot p_2}{r}
$$
- 方向依赖性:当偶极矩方向平行排列时作用最强,反平行时最弱
三、与其他作用力的区别
作用力类型 |
作用强度范围(kJ/mol) |
典型实例 |
偶极-偶极作用 |
5-25 |
HCl分子间作用 |
氢键(特殊偶极) |
10-40 |
水分子间氢键 |
范德华力(色散力) |
0.1-5 |
甲烷分子间作用 |
四、实际应用
- 溶剂性质:极性溶剂(如水)的高沸点与其强偶极作用相关
- 生物分子识别:药物与受体蛋白的结合常涉及偶极作用
- 材料科学:液晶材料的取向排列受偶极相互作用调控
注:该作用力强度约为共价键的1/100,但足以显著影响物质宏观性质。更多公式推导可参考的库仑公式展开式。
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