范德瓦尔斯力.doc

范德瓦尔斯力van der Waals force
也称范德华力
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指外电子曾已饱和的中性原子(如惰性气体原子)或中性分子之间的相互作用力,其本质是由于电荷分布的涨落,引起原子或分子极化,从而在它们之间产生吸引力(电偶极子-电偶极子相互作用),可分为三种情况:
,通常这些偶极矩杂乱无章地排列,因而极性分子是电中性的,但只要这些偶极矩排列恰当,极性分子之间就会产生吸引力,这时电偶极子间的静电力也称葛生(Keesen)力。
,分子不具有电偶极矩,但当极性分子靠近它时,可使正、负电荷分开,产生诱导电偶极矩,从而在极性分子和无极性分子之间产生吸引力,也称诱导力,或德拜(Debye)力。
,但由于量子涨落效应,某一瞬间正、负电荷中心不重合,呈现瞬时的电偶极矩,而瞬时电偶极矩又会在邻近的原子或分子中产生吸引力,也称色散力,或伦敦(London)力。
值得注意的是范德瓦尔斯力虽然是静电力,但却是量子力学效应,使用量子力学可计算出其与距离的6次方成反比[1]。即:列纳德-琼斯势:
短程排斥力是由于泡利不相容原理导致的,由于分子间都是满壳层的,因此两分子(或原子)相互靠近必会占据相同的电子轨道,这被泡利不相容原理所禁止。
范德瓦尔斯力是原子或分子间电偶极子-电偶极子相互作用:静电力、诱导力和色散力的统称。与共价键、离子键、金属键相比,范德瓦尔斯力要弱得多,因此也称弱力。如氩的范德瓦尔斯键的结合能是:。范德瓦尔斯力也弱于氢键。
参考
《物理学词典》,科学出版社:pp319
. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edition: pp60
References
. Kittel, Introduction to Solid State Physics, 7th edition: pp60