分子間作用力

分子間作用力材研1401董國(guó)慶2014200269說明了物質(zhì)的分子間存在著作用力氣態(tài)液態(tài)固態(tài)降溫加壓降溫分子距離縮短分子距離縮短分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子有規(guī)則排列分子間作用力定義：分子與分子之間存在著一種能把分子聚集在一起的作用力，這種作用力就叫分子間作用力，又被稱為范德華力，按其實(shí)質(zhì)來說是一種靜電作用，它比化學(xué)鍵弱很多。分子間作用力分類：范德華力（取向力，誘導(dǎo)力，色散力）和氫鍵。1.取向力極性分子本身存在的正、負(fù)兩極稱為固有偶極。當(dāng)兩個(gè)極性分子充分靠近時(shí)，固有偶極就會(huì)發(fā)生同極相斥、異極相吸的取向（或有序）排列。這種極性分子與極性分子之間的固有偶極之間的靜電引力稱為取向力，又叫定向力。取向力只有極性分子與極性分子之間才存在。取向力的本質(zhì)是靜電引力，其大小決定于極性分子的偶極矩。分子的極性越強(qiáng)，偶極矩越大，取向力越大。此外，取向力還受溫度的影響，溫度越高，取向力越弱。對(duì)大多數(shù)極性分子，取向力僅占其范德華力構(gòu)成中的很小分額，只有少數(shù)強(qiáng)極性分子例外。2.誘導(dǎo)力是極性分子與非極性分子之間的瞬時(shí)作用力極性分子使它周圍的非極性分子受影響而變形，這種變形是瞬時(shí)的受溫度的影響很大誘導(dǎo)力強(qiáng)度與極性分子的極性相關(guān)3.色散力多半是非極性的分子之間體現(xiàn)的作用力。電子轉(zhuǎn)動(dòng)到不同位置時(shí)，電子與原子核之間距離變小，它們之間產(chǎn)生色散力，當(dāng)電子離開該位置時(shí)，該作用力消失，所以是瞬時(shí)的力。色散力沒有方向性，長(zhǎng)時(shí)間觀察測(cè)出的是平均的力值。色散力的值有高度的加和值，因此大大加強(qiáng)了凝聚體分子間的作用力，使凝聚體之間強(qiáng)度大大加強(qiáng)了。色散力是一團(tuán)分子與另一團(tuán)分子團(tuán)聚的力量，與汽化的力量無關(guān)色散力是有固定作用距離的，力值對(duì)距離更敏感；相反的，對(duì)溫度不敏感，溫度對(duì)其影響不大。色散力是范德華力，是某一電子與另一個(gè)原子核之間的力，不是分子間的力，所以溫度的影響是間接的，而不是直接的。色散力的作用地位很高

生物中DNA、RNA病毒作用的力為色散力，色散力是不規(guī)律的，因此，病毒會(huì)有很多的變化，用疫苗殺死病毒的困難很大。1、形成氫鍵必須具備的條件：（1）分子中有H原子（2）

要有帶有孤對(duì)電子的原子實(shí)際上，只有N、O、F三種元素才能滿足第二個(gè)條件，它們的氫化物可以形成氫鍵。此外，無機(jī)含氧酸和有機(jī)羧酸、醇、胺以及蛋白質(zhì)和某些合成高分子化合物等物質(zhì)的分子（或分子鏈）之間都存在有氫鍵。因?yàn)檫@些物質(zhì)的分子中含有F-H、O-H或N-H鍵。4.氫鍵2、氫鍵的特點(diǎn)氫鍵和范德華力類似，也是一種分子間作用力，它比化學(xué)鍵弱但比范德華力強(qiáng)。（1）氫鍵有飽和性和方向性分子中每一個(gè)X-H鍵中的H只能與一個(gè)Y原子形成氫鍵，如果再有第二個(gè)Y與H結(jié)合，則Y與Y之間的斥力將比H…Y之間的引力大，也就是說H原子沒有足夠的空間再與另一個(gè)Y原子結(jié)合。

X-H…Y系統(tǒng)中，X-H…Y一般在同一直線上，這樣才可使X和Y距離最遠(yuǎn)，兩原子間的斥力最小，系統(tǒng)更穩(wěn)定。（2）氫鍵的強(qiáng)弱與X和Y的電負(fù)性大小有關(guān)一般X、Y元素的電負(fù)性越大，半徑越小，形成的氫鍵越強(qiáng)。例如：F-H…F﹥O-H…O﹥N-H…N（3）原則上說，氫鍵隨時(shí)形成，隨時(shí)破壞，實(shí)際上，就是分子之間靠這個(gè)力排列起來，其排列程度與物體的歷史有關(guān)系。（4）氫鍵受歷史效應(yīng)影響非常大，水分子之間的排列就是通過歷史效應(yīng)的氫鍵來排列的。3、氫鍵的存在(1)分子間氫鍵：(2)分子內(nèi)氫鍵：一個(gè)分子的X—H鍵中的H與另一個(gè)分子的Y原子相結(jié)合而成的氫鍵稱為分子間氫鍵，有同種分子間與不同分子間。一個(gè)分子的X—H鍵中的H與其分子內(nèi)部的Y原子相結(jié)合而成的氫鍵稱為分子內(nèi)氫鍵。如：鄰羥基苯甲酸。分子間氫鍵會(huì)增強(qiáng)分子間作用力分子內(nèi)氫鍵則削弱分子間作用力OOHCOH4、氫鍵對(duì)化合物性質(zhì)的影響⑴對(duì)熔沸點(diǎn)的影響①分子間氫鍵的存在，當(dāng)物質(zhì)從固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)或由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時(shí)，不僅需要克服分子間作用力，還需提供足夠的能量破壞氫鍵，因而使物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)升高。NH3、H2O和HF的熔沸點(diǎn)比同族其它氫化物高就是由于分子間形成了氫鍵。②分子內(nèi)氫鍵的存在，由于削弱了分子間作用力，使物質(zhì)的熔沸點(diǎn)降低。⑵對(duì)物質(zhì)溶解度的影響①溶質(zhì)與溶劑分子間若形成氫鍵，則會(huì)大大增加溶質(zhì)在該溶劑中的溶解度。如乙醇分子與H2O分子可形成氫鍵，使二者可以任意比例混合。②溶質(zhì)分子內(nèi)部形成氫鍵，則它在極性溶劑中溶解度降低，在非極性溶劑中溶解度增大。

為什么越高等級(jí)的動(dòng)植物DNA中氫鍵作用占優(yōu)勢(shì)？氫鍵是一切生物活動(dòng)中最重要的作用力。人所有的DNA、RNA之所以高級(jí)是人類的DNA、RNA比一般生物更善于利用氫鍵。氫鍵與DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)

氫鍵的形成對(duì)生命體系具有極端重要的作用，一個(gè)最有代表性的例子是，通過氫鍵形成脫氧核糖核酸DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。Thecomplementarybase-pairsinDNAinteractthroughhydrogenbonds.圖示出DNA雙螺旋鏈中互補(bǔ)堿之間形成的氫鍵。兩條鏈的主鏈（圖的左部和右部）都由磷酸根連接在一起的糖單元組成，堿基（圖中含有N原子的基團(tuán)）則接在糖單元上。左