分子间作用力

3 分子间的作用力1．分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子之间存在着引力．2．分子间虽然有空隙，但是用力压缩物体，物体会产生反抗压缩的弹力，这说明分子之间存在着斥力．3．分子之间的引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关，都随着间距的增大而减小，随间距的减小而增大，但斥力变化比引力快．4．当分子之间的距离等于r0时，其中一个分子所受的引力与斥力大小相等，这个分子所受合力为0；当分子间距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间距大于r0时，作用力的合力表现为引力．5．分子动理论：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥力．知识点一分子间有空隙1．分子间存在空隙的实验．扩散现象和布朗运动表明分子永不停息地做无规则运动，同时也反映了分子间有空隙．假若分子间无空隙，则无规则运动无法实现．2．以下事实也可以说明分子间是有空隙的．(1)气体容易被压缩，说明气体分子间是有空隙的．(2)水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明液体分子间有空隙．(3)课本中的彩图“扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构照片”中的亮斑是碳原子，其黑色背景显示了固体分子间也有空隙．(4)物体的热胀冷缩现象正是由于物体分子间的空隙增大或缩小而造成的，这是气体、液体和固体所共有的现象．注：我们在估测分子大小时，常常把固体或液体分子看做是一个挨一个紧密排列的，其实，那只是为了研究方便而做的一种理想化的模型，真实的分子间是有空隙的．►尝试应用1．下列事实中，能说明分子间有间隙的是(D)A．用瓶子装满一瓶砂糖，反复抖动后总体积减小B．手捏面包，体积减小C．水很容易渗入沙土层中D．水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和解析：反复抖动砂糖、手捏面包，使总体积减小和水易渗入沙土层中只能说明宏观物体间有空隙，不能说明微观分子间有间隙，故答案为D.知识点二分子间的作用力1．说明分子间存在引力和斥力的现象及解析．(1)从宏观上解析．以固体物质为例，物体在被拉伸时需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间存在着相互作用的引力，所以要使物体被拉伸，一定需要有外力来克服分子之间的引力；同时物体在被压缩时也需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间还存在着相互作用力的斥力，因此要使物体被压缩，一定需要有外力来克服分子之间的斥力．(2)从微观上解析．分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在着引力．分子间有引力，而分子间又有空隙，没有紧紧吸在一起，这说明分子间还存在着斥力．2．分子间的相互作用力．分子间同时存在相互作用的引力和斥力，分子间的引力和斥力都随分子间的距离的变化而变化，而分子力是引力和斥力的合力．分子引力、斥力大小及其分子力跟分子距离的关系如下：(1)分子间引力和斥力均随着分子间距离的增大而单调减小．(2)在0<r<r0的区间内，分子力表现为斥力，这是因为分子间斥力大于引力；在0<r<r0的区间内，表现为斥力的分子力随着分子间距离的增大而减小，这是因为分子间斥力减小得比引力更快．(3)当r＝r0(r0大约为10－10 m)时，分子力为零，这是因为分子间引力和斥力大小相等而达到平衡．(4)在r0<r<r m的区间内，分子力表现为引力，这是因为分子间引力大于斥力；在r0<r<r m的区间内，表现为引力的分子力随着分子间距离的增大而增大，这是因为分子间斥力减小得比引力更快．(5)当r＝r m时，表现为引力的分子力取得极大值，这一方面是因为此时分子间引力大于斥力，另一方面还因为此时分子间引力和分子间斥力随着分子间距离的增大而减小得一样快．(6)在r m<r<＋∞的区间内，分子力表现为引力，同样是因为分子间引力大于斥力；在r m<r<＋∞的区间内，表现为引力的分子力随着分子间距离的增大而减小，这是因为分子间引力减小得比斥力更快．►尝试应用2．下列现象中能说明分子间存在相互作用的是(A)A．一般固体难于拉伸，说明分子间存在引力B．一般液体易于流动和变成小液滴，说明液体分子间有斥力C．用打气筒给自行车轮胎打气，越打越费力，说明气体分子间存在斥力D．高压密闭的钢罐中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力解析：固体难于拉伸，是分子引力的表现，故选项A正确．液体易于流动不是引力、斥力的表现，它的原因是化学键的作用；给自行车打气费力是因为气体压强变大，B、C 错误．D项中说明钢分子间有空隙，油从筒中溢出，是外力作用的结果，而不是钢分子对油分子的斥力作用．知识点三分子动理论1．内容．(1)物体是由大量分子组成的；(2)分子在永不停息地做无规则运动；(3)分子之间存在着引力和斥力．2．热学分类．热学学习包括两个方面：一方面是热现象的宏观理论，另一方面是热现象的微观理论．分子动理论是热现象微观理论的基础．►尝试应用3．下列涉及分子动理论的表述中，正确的是(A)A．物质是由大量分子组成的B．物体内分子在一定条件下可以停止做无规则运动C．物体内分子之间的作用力一定表现为引力D．物体内分子之间的作用力一定表现为斥力解析：根据分子动理论，物质是由大量分子组成的，分子是在永不停息地做无规则的运动，物体内分子之间的作用力存在引力和斥力，可表现为引力和斥力，A正确、BCD 错误．1．分子间同时存在着相互作用的________和________．大量分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在着________；固体和液体很难压缩，即使是气体，当压缩到一定程度后也很难继续压缩，这说明分子之间还存在________．2．当两个分子的距离为r0时，分子所受的引力与斥力大小________，此时分子所受的合力为____．当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为________；当分子间的距离大于r0时，作用力的合力表现为________．3．分子动理论的内容：物体是由________分子组成的，分子在做____________的无规则运动，分子之间存在着________和________．4．下列事实中，能说明分子间有间隙的是()A．用瓶子装满一瓶砂糖，反复抖动后总体积减小B．手捏面包，体积减小C．水很容易渗入沙土层中D．水和酒精混合后的总体积小于二者原来的体积之和5．关于分子动理论，下述说法不正确的是()A．物质是由大量分子组成的B．分子永不停息地做无规则运动C．分子间有相互作用的引力或斥力D．分子动理论是在一定实验基础上提出的【概念规律练】知识点一分子间的作用力1．当两个分子之间距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间相互作用的引力和斥力的各种说法中，正确的是()A．分子间距离r<r0时，它们之间只有斥力作用B．分子间距离r<r0时，它们之间只有引力作用C．分子间距离r<r0时，它们既有引力又有斥力的作用，而且斥力大于引力D．两分子间距等于2r0时，它们之间既有引力又有斥力，而且引力大于斥力2．关于分子间作用力的说法，正确的是()A．分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是其合力B．分子间距离减小时，引力和斥力都增加，但斥力比引力增加得快C．分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力减小得快D．当分子间距离的数量级大于10－9m时，分子力已微弱到可以忽略了知识点二宏观现象与分子间作用力3．下列说法哪些是正确的()A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现B．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在引力的宏观表现4．下列事例能说明分子间有相互作用力的是()A．金属块经过锻打能改变它原来的形状而不断裂B．拉断一根钢绳需要用一定的外力C．食盐能溶于水而石蜡却不溶于水D．液体一般很难压缩知识点三分子力做功问题5．两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，乙逐渐向甲靠近，直到不能再靠近为止，在此过程中()A．分子力做正功B．分子力先做正功后做负功C．分子力做负功D．分子力先做负功后做正功6.图1甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图1中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则()A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子力一直做正功D．乙分子由b到c的过程中，两分子间的分子力一直做负功【方法技巧练】图象法分析分子力的问题7．分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则()A．F引和F斥是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总表现为引力C．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小8．当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是() A．当分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用B．当分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，不受力C．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小，且斥力比引力减小得快D．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间相互作用力的合力在逐渐减小1．下列说法中正确的是()A．用手捏面包，面包的体积缩小了，证明分子间有间隙B．煤堆在墙角时间长了，墙内部也变黑了，证明分子在永不停息地运动C．打开香水瓶后，很远的地方能闻到香味，说明分子在不停地运动D．封闭在容器中的液体很难被压缩，证明分子间有斥力2．下列现象能说明分子之间有相互作用力的是()A．一般固体难于位伸，说明分子间有引力B．一般液体易于流动和变成小液滴，说明液体分子间有斥力C．用气筒给自行车胎打气，越打越费力，说明压缩后的气体分子间有斥力D．高压密闭的钢筒中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力3．下列现象不能说明分子间存在引力的是()A．打湿了的两张纸很难分开B．磁铁吸引附近的小铁钉C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开D．用电焊把两块铁焊在一起4.图2如图2所示是描述分子引力与斥力随分子间距离r变化的关系曲线，根据曲线可知下列说法中正确的是()A．F引随r增大而增大B．F斥随r增大而减小C．r＝r0时，F斥与F引大小相等D．F引与F斥随r增大而减小5．如图3所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则()图3A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－15mB．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－10mC．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－10mD．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－15m6．两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的是()A．分子间的引力和斥力都在减小B．分子间的斥力在减小，引力在增大C．分子间相互作用的合力在逐渐减小D．分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到零7.图4某人用原子级显微镜观察高真空度的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同“中心”旋转，如图4所示，从而形成一个“类双星”体系，并且发现此“中心”离A分子较近，这两个分子间的距离用r表示．已知当r＝r0时两分子间的分子力为零．则在上述“类双星”体系中，A、B两分子间有()A．间距r>r0B．间距r<r0C．A的质量大于B的质量D．A的速率大于B的速率8．两个分子从相距较远(分子力可忽略)开始靠近，直到不能再靠近的过程中()A．分子力先做负功后做正功B．分子力先做正功后做负功C．分子间的引力和斥力都增大D．两分子从r0处再靠近，斥力比引力增加得快9．“破镜难圆”的原因是()A．玻璃分子间的斥力比引力大B．玻璃分子间不存在分子力的作用C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零10．当表面平滑的太空飞行器在太空中飞行与灰尘互相摩擦时，很容易发生“黏合”现象，这是由于()A．摩擦生热的作用B．化学反应的作用C．分子力的作用D．万有引力的作用11.图5如图5所示，把一块干净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢坚直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中()A．测力计示数始终等于玻璃板的重力B．测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力D．因为拉起时还需要克服水分子间的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力12.一段小铅柱，用刀切成两段，然后把两个断面对接，稍用压力就能使两段铅柱接合起来，一端挂几千克的重物，也不会把铅柱拉开，而玻璃碎了却不能重新接合，为什么？13．最近几年出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等．摩擦焊接的方法是使焊件两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了．试用所学知识分析摩擦焊接的原理．。

分子间作用力物理
分子间作用力是指分子之间相互作用的力量。

这些力量起着决定物质性质和相态的重要作用。

以下是几种主要的分子间作用力物理：
1.静电作用力（电荷-电荷相互作用）：当分子中带电荷的部分与其他分子中的电荷部分靠近时，它们之间会发生相互作用。

正电荷与负电荷之间的相互吸引力称为静电作用力。

2.范德华力（分子间引力）：范德华力是非极性分子之间的吸引力，它是由于分子中电子的运动引起的。

当非极性分子靠近时，它们的电子云会发生瞬时涨落，形成一个暂时的电偶极矩，从而产生吸引力。

3.氢键：氢键是一种较强的分子间相互作用力，通常发生在含有氢原子和较电负的原子（如氮、氧和氟）之间。

氢键是靠氢原子与较电负原子之间的强电负性相互作用形成的。

4.离子作用力：当存在正离子和负离子时，它们之间会产生相互吸引的作用力。

正离子与负离子之间的吸引力被称为离子作用力。

这些分子间作用力决定了物质的许多性质，如沸点、熔点、溶解性、表面张力等。

不同类型的分子间作用力对于不同的物质起着不同的作用。

分子间作用力
分子间作用力指存在于分子与分子之间或高分子化合物分子内官能团之间的作用力，简称分子间力。

它主要包括:
范德华力:起初为了修正范德华方程而提出。

普遍存在于固、液、气态任何微粒之间，与距离七次方成反比。

根据来源不同又可分为: 色散力:瞬时偶极之间的电性引力;取向力:固有偶极之间的电性引力;诱导力:诱导偶极与固有偶极之间的电性引力;氢键:X-H…Y类型的作用力。

此外，新型的分子间作用力也不断有报道，包括双氢键和金键等。

定义:范德华力(又称分子作用力)产生于分子或原子之间的静电相互作用。

其能量计算的经验方程为:U =B/r12- A/r6(对于2 个碳原子间,其参数值为B = ×10-6 kJnm12/mol ;A= × 10-3 kJnm6/mol;不同原子间A、B 有不同取值)当两原子彼此紧密靠近电子云相互重叠时，发生强烈排斥，排斥力与距离12 次方成反比。

图中低点是范德华力维持的距离作用力最大，称范德华半径。

范德华力又可以分为三种作用力:诱导力、色散力和取向力。

值得注意的是，虽然分子呈电中性，但是因为电子的运动，分子中的部分原子将会出现微弱电性，形成力的作用。

分子间相互作用力
分子间相互作用力是指不同的分子之间能够相互吸引甚至缔合，这种作用力称为分子间相互作用力。

分子间相互作用力有多种，它们对化合物的物理性质、化学性质和生物学性质等具有重要影响，最常见的偶极一偶极相互作用、色散力和氢键等都是相互作用力。

化学反应是旧键断裂、新键生成的过程。

根据共价键断裂方式可以把有机反应分为不同的类型。

如果共价键断裂时成键的一对电子平均分给两个成键的原子或基团，这种断裂方式称为均裂。

均裂产生的含有未成对电子的原子或基团，称为自由基。

分子间的作用力的概念和内容一、分子间的作用力的概念和内容1、概念：分子间的作用力包括引力和斥力。

2、内容：分子间的引力和斥力是同时存在、同时消失的，是不会相互抵消的。

（1）当分子间的距离$r=10^{-10}$m时，引力等于斥力，分子之间作用力为零。

（2）当分子间的距离$r<10^{-10}$m时，分子之间的斥力大于引力，分子之间作用力表现为斥力。

（3）当分子间的距离$r>10^{-10}$m时，分子之间的引力大于斥力，分子之间作用力表现为引力。

（4）当分子间的距离大于$10^{-10}$m的10倍时，分子之间作用力变得十分微弱，可以忽略；“破镜难圆”就是由于断裂处的距离已经超出分子间引力作用的最大距离。

3、从分子间作用力的角度理解固体、液体、气体的特征：（1）固体中分子之间的距离小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动，所以既有一定的体积，又有一定的形状。

（2）液体中分子之间的距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可在某个位置附近振动，分子群却可以相互滑过，所以液体有一定的体积，但有流动性，形状随容器而变化。

（3）气体中分子之间的距离很大，相互作用力很小，每一个分子几乎都可以自由运动，所以气体既没有固定的体积，也没有固定的形状，可以充满能够达到的整个空间。

（4）固体很难被拉伸，是因为分子间存在着引力。

固体和液体很难被压缩，是因为分子间存在着斥力。

固体和液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力。

二、分子间的作用力的相关例题下面说法正确的是___A．当水凝固成冰后，水分子的热运动也就停止了B．气体分子间作用力要比固体分子间作用力大C．快速压缩气体，可使气体内能增大，温度升高D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递答案：C解析：A．当水凝固成冰后，由于分子都在不停地做无规则运动，水分子的热运动不会停止，故A错误；B．与固体相比，空气很容易被压缩，这是因为气体分子间距离较大，分子间作用力较小，故B错误；C．快速压缩气体，对气体做功，可使气体内能增大，温度升高，故C正确；D．发生热传递的条件是两物体有温度差，高温物体的内能转移到低温物体，直到两者温度相同，热传递才停止，所以热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，故D错误。

分子间作用力
首先，范德华力是分子间的一种吸引力，是由于电子在空间中的移动
引起的。

电子在分子中的分布是不均匀的，导致在其中一时刻其中一区域
的电子密度较高。

这种电子密度的不均匀性会导致临近的分子间出现临时
的极性。

因为相邻两个极性临时分子可以相互吸引，所以产生了范德华力。

范德华力是一种弱力，通常只有几千分之一或几十分之一的离子键，因此
它通常只能在分子间保持相对短的距离。

其次，氢键是一种特殊的范德华力，它发生在包含氢原子和强电负性
原子（如氮、氧或氟）的分子之间。

氢键是由于极性分子中的氢被一个较
强的氧、氮或氟原子部分吸引，从而产生分子间的强吸引力。

由于氢靠近
另一个分子的强电负性原子，产生共价键形成的氢键。

氢键相对于其他范
德华力来说较强，因此在一些化学和生物过程中起到了重要的作用。

例如，水分子通过氢键形成液体水和固体冰的结构。

最后，离子键是由于正负电荷之间的相互吸引而形成的。

当一个或多
个电子从一个原子转移到另一个原子时，原子之间产生了电离，一个带正
电的离子和一个带负电的离子形成。

由于正负电荷之间的强相互作用，离
子键通常是非常强大的。

离子键在许多化合物中起着关键作用，例如盐和
金属氧化物。

总之，分子间作用力是维持物质性质和相态的重要因素。

范德华力和
氢键是较为弱的吸引力，离子键则是较强的相互作用力。

通过这些作用力，分子可以相互吸引或排斥，决定分子在空间中的排列方式和性质。

分子间的作用力
分子间作用力的类型有：氢键、范德华力、卤键。

其中范德华力又可以分为三种作用力：取向力、诱导力和色散力。

极性分子与极性分子之间，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。

（1）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，二个分子必将发生相对转动。

这种偶极子的相互转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。

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：发生在极性分子与非极性分子之间以及极性分子之间。

在极性分子和非极性分子间，由于极性分子的影响，会使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，产生诱导偶极，与原极性分子的固有偶极相互吸引，这种诱导偶极间产生的作用力叫诱导力。

同样地极性分子间既具有取向力，又具有诱导力。

（3）色散力：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，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。

由于瞬时偶极间的不断重复作用，使得分子间始终存在着引力，因其计算公式与光色散公式相似而称为色散力。