分子间作用力(含DNA)共41页文档
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定义类型定义与类型物质聚集生命过程分子间作用力的重要性分子间作用力的影响因素030201静电相互作用范德华力范德华力包括取向力、诱导力和色散力。
范德华力在中等距离范围内起作用,通常适用于较小的分子或原子。
原子或分子之间的非静电相互作用。
氢键氢原子与电负性原子之间的相互作用。
氢键通常存在于含有N、O、F等电负性原子的分子中。
氢键具有较高的强度和选择性,对物质的物理和化学性质产生重要影响。
离子相互作用带相反电荷的离子之间的相互作用。
离子相互作用通常发生在盐类和电解质中。
离子相互作用通过库仑力相互吸引,对物质的溶解度和稳定性具有重要影响。
最小势能在势能表面上,分子的位置会不断变化,这些位置被称为最小势能。
最小势能是分子在相互作用下达到稳定状态时的位置。
势能表面使用经典力学方法计算分子间作用力时,需要构建势能表面。
这个表面可以反映分子间的相互作用,帮助我们了解分子的动态行为。
势阱势能表面上的局部最小值称为势阱。
当分子从一个势阱移动到另一个势阱时,会经历一个能量变化的过程。
经典力学方法量子力学方法量子力学模型量子态哈密顿算符分子动力学方法分子动力学模拟01初始条件02统计平均03谱学方法红外光谱拉曼光谱是一种基于拉曼散射效应的谱学方法,可以用来研究分子的振动和转动能级以及分子间的相互作用。
拉曼光谱核磁共振散射实验计算机模拟实验材料科学高分子材料金属和合金分子筛生物学与医学药物设计通过调节分子间作用力改变药物的生物活性,提高药物的疗效和降低副作用。
组织工程利用分子间作用力构建生物材料和支架,促进细胞的粘附和生长,用于组织修复和再生。
医学诊断通过检测分子间作用力的变化,用于疾病诊断和治疗监测。
污染治理利用分子间作用力吸附和去除环境中的有害物质,如重金属离子、有机污染物等。
生态修复通过调节分子间作用力改善土壤和水体的生态状况,促进生态环境的恢复和保护。
环境科学03热力学性质化工过程与设备01分离与提纯02化学反应过程材料表征材料合成材料设计新材料的设计与开发1多尺度模拟方法的发展23建立精确描述分子间作用力的理论模型,为多尺度模拟提供基础。
分子间作用力的种类分子间作用力按其实质来说是一种电性的吸引力,因此考察分子间作用力的起源就得研究物质分子的电性及分子结构。
分子间作用力可以分为以下三种力. (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,222H O N 、、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。