分子间作用力

分子间作用力是指两个或多个分子之间除了离子键、共价键和金属键之外的其他弱相互作用力，常表现为范德华力、静电作用、π-π堆积及荷电基团、疏水基团等等的相互作用，其能量远小于普通的共价键、作用范围属短程力、大约0.3-0.5mm。

分子间作用力的主要形式如范德力已有较多的研究，对物质的沸点、熔解度及空间位阻都有影响。其他形式的作用力也相当普遍地存在于物质之中，并影响着物质的性质，尤其是生物大分子的相互作用影响着生命过程，很多新功能材料、新药物的性质与分子间作用力有关。

分子间作用力可以分为三种作用力：诱导力、色散力和取向力。

1、取向力

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，两个分子必将发生相对转动。

这种偶极子的互相转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。这时由于相反的极相距较近，同极相距较远，结果引力大于斥力，两个分子靠近，当接近到一定距离之后，斥力与引力达到相对平衡。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。

2、诱导力

在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存在诱导力。

在极性分子和非极性分子之间，由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形(即电子云被吸向极性分子偶极的正电的一极)，结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移。本来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了偶极。

这种电荷重心的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极，以区别于极性分子中原有的固有偶极。诱导偶权和固有偶极就相互吸引，这种由于诱导偶极而产生的作用力，叫做诱导力。

同样，在极性分子和极性分子之间，除了取向力外，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大，既具有取向力又具有诱导力。在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力。

3、色散力

非极性分子之间也有相互作用。粗略来看，非极性分子不具有偶极，它们之间似乎不会产生引力，然而事实上却非如此。例如，某些由非极性分子组成的物质，如苯在室温下是液体，碘、萘是固体;又如在低温下，N2、O2、H2和稀有气体等都能凝结为液体甚至固体。

这些都说明非极性分子之间也存在着分子间的引力。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，也即正、负电荷重心发生了瞬时的不重合，从而产生瞬时偶极。

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。虽然，瞬时偶极存在时间极短，但上述情况在不断重复着，使得分子间始终存在着引力，这种力可从量子力学理论计算出来，而其计算公式与光色散公式相似，因此，把这种力叫做色散力。

极性分子之间，取向力、诱导力、色散力都存在;极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力;非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力。

这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性。极性越大，取向力的作用越重要;变形性越大，色散力就越重要;诱导力则与这两种因素都有关。

但对大多数分子来说，色散力是主要的。实验证明，对大多数分子来说，色散力是主要的;只有偶极矩很大的分子(如水)，取向力才是主要的;而诱导力通常是很小的分子间力。

分子间作用力又叫做范德华力，它随分子的极性和相对分子质量的增大而增大。分子间作用力的大小对物质的熔点、沸点和溶解度有影响。

氢键比化学键弱得多，比分子间作用力稍强。通常也可把氢键看作是一种相对较强的分子间作用力。氢键对某些物质的性质产生较明显的影响。

分子间作用力指存在于分子与分子之间或惰性气体原子间的作用力，又称范德华力，具有加和性属于次级键。

氢键、范德华力、盐键、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)。

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，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：“分子的永久偶极和瞬间偶极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本质，在学术上有争议，必须和分子间作用力加以区分。