实验表明,气体很容易被压缩;把各为50立方厘米的水和酒精混合,总体积小于100立方厘米;高温下碳原子可渗透到钢制表面。这些都说明都说明分子和原子之间仍保留一定距离。相隔一定距离的固体和液体分子仍能聚集在一起不分散,是因为存在分子间作用力。分子间作用力由吸引力和排斥力组成。吸引力对抗拉伸,排斥力对抗压缩。
分子间的引力和斥力
分子间存在引力:
1.分子间虽然有间隙,大量分子却能聚集在一起形成固体或液体,说明分子间存在引力;
2.用力拉伸物体,物体内要产生反抗拉伸的弹力,说明分子间存在引力;
3.两个物体能粘合在一起,说明分子间存在引力。
分子间存在斥力:
1.分子间有引力,却又有空隙,没有被紧紧吸在一起,说明分子间有斥力;
2.用力压缩物体,物体内要产生反抗压缩的
弹力,说明分子间有斥力。
分子间引力和斥力的变化情况:
分子间作用力关系图
分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小,随分子间的距离的减小而增大,且斥力减小或增大比引力变化要快些。
1.当r=ro(ro=10^-10米)时,分子间的引力和斥力
相平衡,分子力为零,此位置叫做
平衡位置;
2.当r<r0时,分子间斥力大于引力,分子力表现为斥力;
3.当r>ro时,分子间引力大于斥力,分子力表现为引力;
4.当r≥10ro时,分子间引力和斥力都十分微弱,分子力为零;
5.当r由ro→∞时,分子力(表现为引力)先增大后减小。
分类
分子间作用力实际上是一种电性的吸引力,从这个意义上讲,分子间作用力可以分为以下三种力:
取向力
发生在
极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电性分布不均匀,一端带正电,一端带
负电,形成
偶极。因此,当两个极性分子相互接近时,由于它们偶极的同极相斥,异极相吸,二个分子必将发生相对转动。这种
偶极子的相互转动,就使偶极子的相反的极相对,叫做“取向”。这种由于极性分子的取向而产生的分子间的
作用力,叫做
取向力。
诱导力
发生在极性
分子与
非极性分子之间以及极性分子之间。在极性分子和非极性分子间,由于极性分子的影响,会使非极性分子的
电子云与
原子核发生
相对位移,产生诱导
偶极,与原极性分子的固有偶极相互吸引,这种诱导偶极间产生的作用力叫
诱导力。同样地极性分子间既具有
取向力,又具有诱导力。
色散力
当
非极性分子相互接近时,由于每个分子的电子不断运动和
原子核的不断振动,经常发生
电子云和原子核之间的瞬时
相对位移,产生瞬时
偶极。而这种瞬时偶极又会诱导邻近分子也产生和它相吸引的瞬时偶极。由于瞬时偶极间的不断
重复作用,使得分子间始终存在着引力,因其计算公式与光
色散公式相似而称为
色散力。