偶極-偶極相互作用英文解釋翻譯、偶極-偶極相互作用的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 dipole-dipole interaction
分詞翻譯:
偶極的英語翻譯:
【化】 dipole
【醫】 dipole
偶的英語翻譯:
by chance; even; idol; image; mate; spouse
【醫】 pair
極的英語翻譯:
bally; cruelly; extreme; fearfully; mighty; pole
【醫】 per-; pole; polus
相互作用的英語翻譯:
reciprocity
【計】 mutual effect
【化】 interaction; interreaction
【醫】 interaction
專業解析
偶極-偶極相互作用(Dipole-Dipole Interaction)是指兩個具有永久偶極矩的分子(或化學鍵)之間,通過空間産生的靜電吸引力。它是分子間作用力的一種重要類型,尤其在極性分子之間起主導作用。
詳細解釋:
-
偶極的本質:
- 當分子中正負電荷中心不重合時,分子就具有偶極矩(Dipole Moment),形成電偶極子(Electric Dipole)。偶極矩(μ)是一個矢量,方向從正電荷中心指向負電荷中心,大小等于電荷量(q)與正負電荷中心距離(d)的乘積:$$mu = q times d$$
- 具有永久偶極矩的分子稱為極性分子(如 HCl, H₂O, NH₃)。
-
相互作用的機制:
- 當一個極性分子的正電端(δ⁺)靠近另一個極性分子的負電端(δ⁻)時,它們之間會産生靜電引力。
- 相反,當兩個正電端或兩個負電端靠近時,會産生靜電斥力。
- 由于分子在不停地運動(熱運動、轉動),它們會傾向于調整方向,使得異極相吸的排列方式占優勢,從而産生淨吸引力。這種吸引力的大小與分子偶極矩的乘積成正比,與分子間距離的立方成反比,并且強烈依賴于分子的相對取向。
-
關鍵特征:
- 永久性:源于分子固有的、不對稱的電荷分布(永久偶極)。
- 方向性:吸引力的大小和方向高度依賴于兩個偶極子的相對取向。最穩定的排列是頭(δ⁺)對尾(δ⁻)的線性排列。
- 強度:通常比範德華力中的另一種力——誘導力和色散力——要強(對于具有較大偶極矩的分子而言),但比離子鍵或共價鍵弱得多。其能量範圍一般在5-20 kJ/mol。
- 溫度依賴性:溫度升高加劇分子熱運動,破壞有利的取向排列,從而削弱偶極-偶極相互作用。
- 作用距離:屬于短程力,隨距離增大迅速衰減。
-
重要性與應用:
- 是決定極性物質物理性質(如沸點、熔點、粘度、表面張力、溶解度)的關鍵因素之一。例如,極性分子(如水)比分子量相近的非極性分子(如甲烷)具有更高的沸點,部分原因就是水分子間存在較強的偶極-偶極相互作用(以及氫鍵)。
- 在分子識别、超分子化學(如主客體化學)和生物分子結構(如蛋白質折疊、DNA雙螺旋穩定性中的次要作用力)中扮演重要角色。
- 影響溶劑化作用和化學反應性。
漢英詞典視角的關鍵詞對應:
- 偶極 (Ǒu Jí) - Dipole
- 偶極矩 (Ǒu Jí Jǔ) - Dipole Moment
- 相互作用 (Xiāng Hù Zuò Yòng) - Interaction
- 極性分子 (Jí Xìng Fēn Zǐ) - Polar Molecule
- 靜電引力 (Jìng Diàn Yǐn Lì) - Electrostatic Attraction
- 分子間作用力 (Fēn Zǐ Jiān Zuò Yòng Lì) - Intermolecular Force
權威參考來源:
- Levine, I. N. Physical Chemistry (6th ed.). McGraw-Hill. 物理化學經典教材,對分子間作用力有系統闡述。
- Atkins, P., & de Paula, J. Atkins' Physical Chemistry (11th ed.). Oxford University Press. 另一本權威物理化學教材,詳細讨論各種分子間力。
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Gold Book. 提供“dipole-dipole interaction”的标準定義。 (可訪問 IUPAC 官網 Gold Book 部分)
- Khan Academy - Intermolecular forces. 提供清晰易懂的入門解釋和動畫演示。 (可訪問 Khan Academy 官網相關課程)
- LibreTexts Chemistry - Dipole-Dipole Interactions. 開放教育資源,包含詳細解釋和示例。 (可訪問 LibreTexts Chemistry 庫相關頁面)
網絡擴展解釋
偶極-偶極相互作用是極性分子之間的一種重要分子間作用力,其核心特征和科學内涵可歸納如下:
一、基本定義
偶極-偶極相互作用指兩個具有永久偶極矩的極性分子之間,通過正負電荷端的靜電吸引形成的相互作用。例如,HCl分子中帶正電的H端會與相鄰分子的Cl負端相互吸引。
二、作用機制
- 偶極矩相關性:作用力大小與分子偶極矩的乘積成正比,與分子間距的立方成反比
$$
F propto frac{p_1 cdot p_2}{r}
$$
- 方向依賴性:當偶極矩方向平行排列時作用最強,反平行時最弱
三、與其他作用力的區别
作用力類型 |
作用強度範圍(kJ/mol) |
典型實例 |
偶極-偶極作用 |
5-25 |
HCl分子間作用 |
氫鍵(特殊偶極) |
10-40 |
水分子間氫鍵 |
範德華力(色散力) |
0.1-5 |
甲烷分子間作用 |
四、實際應用
- 溶劑性質:極性溶劑(如水)的高沸點與其強偶極作用相關
- 生物分子識别:藥物與受體蛋白的結合常涉及偶極作用
- 材料科學:液晶材料的取向排列受偶極相互作用調控
注:該作用力強度約為共價鍵的1/100,但足以顯著影響物質宏觀性質。更多公式推導可參考的庫侖公式展開式。
分類
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