分子间作用力,又称范德瓦尔斯力(van der Waals force)。是存在于中性分子或原子之间的一种弱碱性的电性吸引力。分子间作用力(范德瓦尔斯力)有三个来源:①极性分子的永久偶极矩之间的相互作用。②一个极性分子使另一个分子极化,产生诱导偶极矩并相互吸引。③分子中电子的运动产生瞬时偶极矩,它使邻近分子瞬时极化,后者又反过来增强原来分子的瞬时偶极矩;这种相互耦合产生静电吸引作用,这三种力的贡献不同,通常第三种作用的贡献最大。
分子间作用力只存在于分子(molecule)与分子之间或惰性气体(noble gas)原子(atom)间的作用力,又称范德华力(van der waals),具有加和性,属于次级键。
氢键(hydrogen bond)、弱范德华力、疏水作用力、芳环堆积作用、卤键都属于次级键(又称分子间弱相互作用)
。
中文名:分子间作用力
外文名:intermolecular force
别 名:范德华力,范氏力
作用对象:分子之间 高分子化合物内官能团
一般分类:范德华力、氢键、其他非共价键
来源分类:色散力,取向力,诱导力,其他
归属:化学,力,分子间力
氢键
氢键属不属于分子间作用力,取决于对“分子间作用力”的定义。按照广义范德华力定义[引力常数项可将各种极化能(偶极(dipole)、诱导(induced)和氢键能)归并为一项来计算],氢键属于分子间作用力。按照传统定义:分子间作用力定义为:“分子的永久偶极(permanent dipole)和瞬间偶极(instantaneous dipole)引起的弱静电相互作用”那么氢键不属于(因为氢键至少包含四种相互作用,只有三种与分子间作用力有交集,但还存在最高被占用轨道与另一分子最低空余轨道发生轨道重叠)。
氢键既可以存在于分子内也可以存在于分子间。其次,氢键与分子间作用力的量子力学计算方法也是不一样的。另外,氢键具有较高的选择性,不严格的饱和性和方向性;而分子间作用力不具有。在“折叠体化学”中,多氢键具有协同作用,诱导线性分子螺旋,而分子间作用力不具有协同效应。超强氢键具有类似共价键(covalent bond)本质,在学术上有争议,必须和分子间作用力加以区分。
若错误的将分子间作用力、氢键、卤键看成等同作用,那么分子识别、DNA结构模拟、蛋白质结构堆积,就根本不可能研究了。所以在学术上,这些电磁互作用都统称为次级键。
作用力分类
定义:范德华力(又称分子作用力)产生于分子或原子之间的静电相互作用。其能量计算的经验方程为:U =B/r12- A/r6 (对于2 个碳原子间,其参数值为B =11.5 ×10-6 kJ·nm12/mol ;A=5.96 × 10-3 kJ·nm6/mol;不同原子间A、B 有不同取值)当两原子彼此紧密靠近电子云相互重叠时,发生强烈排斥,排斥力与距离12 次方成反比。图中低点是范德华力维持的距离作用力最大,称范德华半径。分子引力与距离6次方成反比,分子斥力与距离12次方成反比。
范德华力又可以分为三种作用力:诱导力、色散力和取向力。