色散力

<font>由于分子中电子和原子核不停地运动，非极性分子的电子云的分布呈现有涨有落的状态，从而使它与原子核之间出现瞬时相对位移，产生了瞬时偶极，分子也因而发生变形。分子中电子数愈多、原子数愈多、原子半径愈大，分子愈易变形。瞬时偶极可使其相邻的另一非极性分子产生瞬时诱导偶极，且两个瞬时偶极总采取异极相邻状态，这种随时产生的分子瞬时偶极间的作用力为色散力</font> <font>(</font> <font>因其作用能表达式与光的色散公式相似而得名</font> <font>)</font> <font>。虽然瞬时偶极存在暂短，但异极相邻状态却此起彼伏，不断重复，因此分子间始终存在着色散力。无疑，色散力不仅存在于非极性分子间，也存在于极性分子间以及极性与非极性分子间。</font>

<font>这</font> <font>3</font> <font>种分子间力统称为范德华力。它是在人们研究实际气体对理想气体的偏离时提出来的。分子间力有以下特点：①分子间力的大小与分子间距离的</font> <font>6</font> <font>次方成反比。因此分子稍远离时，分子间力骤然减弱。它们的作用距离大约在</font> <font>300</font> <font>～</font> <font>500pm</font> <font>范围内。分子间既保持一定接触距离又“无”电子云的重叠时，相邻两分子中相互接触的那两个原子的核间距之半称原子的范德华半径。氯原子的范德华半径为</font> <font>180pm</font> <font>，比其共价半径</font> <font>99pm</font> <font>大得多。②分子间力没有方向性和饱和性。③分子间力作用能一般在</font> <font>2</font> <font>～</font> <font>20kJ</font> <font>·</font> <font>mol</font> ^{<font>-1</font>} <font>，比化学键能</font> <font>(100</font> <font>～</font> <font>600kJ</font> <font>·</font> <font>mol</font> ^{<font>-1</font>} <font>)</font> <font>小约</font> <font>1</font> <font>～</font> <font>2</font> <font>数量级。</font>

<font>卤素分子物理性质很容易用分子间力作定性的说明：</font> <font>F</font> _{<font>2</font>} <font>，</font> <font>Cl</font> _{<font>2</font>} <font>，</font> <font>Br</font> _{<font>2</font>} <font>，</font> <font>I</font> _{<font>2</font>} <font>都是非极性分子。顺序分子量增大，原子半径增大，电子增多，因此色散力增加，分子变形性增加，分子间力增加。所以卤素分子顺序熔、沸点迅速增高，常温下</font> <font>F</font> _{<font>2</font>} <font>，</font> <font>Cl</font> _{<font>2</font>} <font>是气体，</font> <font>Br</font> _{<font>2</font>} <font>是液体而</font> <font>I</font> _{<font>2</font>} <font>则是固体。不过，</font> <font>HF</font> <font>，</font> <font>H</font> _{<font>2</font>} <font>O</font> <font>，</font> <font>NH</font> _{<font>3</font>} <font> 3</font> <font>种氢化物的分子量与相应同族氢化物比较明显地小，但它们的熔、沸点则反常地高，其原因在于这些分子间存在氢键。</font>