
【化】 van der Waals bond
model; pattern
heart; mind; morals; virtue
tile
【化】 tile; watt
【医】 tile
ear; erbium
【医】 aures; auri-; auris; ear; ot-; oto-
this
【化】 geepound
bond; key
【计】 K; key; keyt
【化】 key; linkage; spline
【医】 bond; key; linkage
范德瓦耳斯键(van der Waals force/bond)是一种普遍存在于原子或分子间的弱电性吸引力,得名于荷兰物理学家约翰内斯·范德瓦耳斯(Johannes Diderik van der Waals)。该作用力不属于典型的化学键(如离子键、共价键),而是由瞬时偶极诱导产生的微弱相互作用,主要包含以下三种分量:
色散力(London dispersion forces)
所有原子或分子间均存在,源于电子云瞬时不对称分布形成的瞬时偶极矩。其强度随分子量增大或接触面积增加而增强,是范德瓦耳斯力的主要成分。例如,非极性分子(如甲烷、惰性气体)的聚集主要依赖色散力。
诱导力(Debye induction forces)
当极性分子接近非极性分子时,前者永久偶极矩诱导后者产生诱导偶极矩,进而产生吸引力。该力强度与极性分子的偶极矩平方成正比,与非极性分子的极化率成正比。
取向力(Keesom orientation forces)
极性分子间因永久偶极矩定向排列而产生的相互作用,随温度升高而减弱。其能量表达式为:
$$ E = -frac{2mu_1mu_2}{3(4pivarepsilon_0)k_BTr} $$
其中 $mu$ 为偶极矩,$r$ 为分子间距。
核心特征:
典型实例:
参考来源:
范德瓦耳斯键(又称范德华键或分子间作用力)是分子或原子间的一种弱相互作用力,属于物理键范畴。其本质源于瞬时或永久电荷分布不均引起的静电作用,具体可分为以下三种类型:
偶极-偶极作用(静电力)
极性分子由于电荷分布不均形成永久偶极矩,正负极之间产生相互吸引力。例如,HCl分子间的相互作用。
偶极-诱导偶极作用(诱导力)
当极性分子靠近非极性分子时,会使后者电子云变形,产生瞬时偶极矩并相互吸引。例如,O₂在H₂O附近被极化产生的相互作用。
瞬时偶极-瞬时偶极作用(色散力)
非极性分子因电子云随机运动产生瞬时偶极,引发邻近分子同步极化。这种作用普遍存在于所有分子中,如稀有气体(Ar、Ne)的液化现象。
主要特性
特殊形式:氢键
氢键是范德瓦耳斯键的强化形式,当H与N、O、F等电负性原子结合时,可与其他电负性原子产生定向作用(如H₂O分子间的氢键使冰密度低于液态水)。其键能(10–40 kJ/mol)高于普通范德瓦耳斯力,但弱于化学键。
应用示例
矮小骨盆白炽管表面电流闭门思过电动机器人电木断桥替续器多骨膜炎氟矽酸钴赋予权利的规则公开价格制度管螺模机滑动支座会计结算日加油非机经产状况极隧线管蓝的凉水槽氯柱枝菌素匹普泰尔起息日期散列表上述权利十五酸内酯瘦的四头肌调制解调方法涂料稀释剂未成熟白细胞症