范德华力如何将分子结合在一起

什么是偶极-偶极相互作用

当两个不同电负性的原子共享一对电子时，电负性越大的原子将这对电子拉向自身。因此，它变得略带负电 (δ-)，在电负性较小的原子上产生略带正电荷 (δ+)。为此，两个原子之间的电负性差应 > 0.4。下面给出一个典型的例子：

图 1：偶极-偶极相互作用示例

Cl 比 H 更具电负性（电负性差为 1.5）。因此，这对电子更偏向于Cl并变成δ-。分子的这个 δ- 端吸引另一个分子的 δ+ 端，在两者之间形成静电键。这种键合称为偶极-偶极键。这些键是分子周围不对称电云的结果。

氢键是一种特殊的偶极-偶极键。为了发生氢键，应该有一个高度负电的原子连接到氢原子上。然后共享的电子对将被拉向更具电负性的原子。应该有一个带有高负电性原子的相邻分子，上面有一对孤对电子。这被称为氢受体，它接受来自氢供体的电子。

图 2：氢键

在上面的例子中，水分子的氧原子表现为氢供体。氨分子的氮原子是氢受体。水分子中的氧原子向氨分子提供一个氢并与之形成偶极键。这些类型的键称为氢键。

什么是伦敦分散相互作用

伦敦色散力主要与非极性分子有关。这意味着参与形成分子的原子具有相似的电负性。因此，原子上没有形成电荷。

伦敦色散的原因是电子在分子中的随机运动。任何时候都可以在分子的任何末端找到电子，使该末端为 δ-。这使得分子的另一端为δ+。分子中偶极子的这种出现也可以在另一个分子中诱导偶极子。

图 3：伦敦分散力示例

上图显示，左侧分子的 δ- 端排斥附近分子的电子，因此在分子的该端产生轻微的正性。这导致两个分子带相反电荷的末端之间产生吸引力。这些类型的债券称为伦敦分散债券。这些被认为是最弱的分子相互作用类型，可能是暂时的。非极性分子在非极性溶剂中的溶剂化是由于伦敦色散键的存在。

范德华力如何将分子结合在一起

上面提到的范德华力被认为比离子力稍弱。氢键被认为比其他范德华力强得多。伦敦分散力是范德瓦尔斯力中最弱的一种。伦敦色散力通常存在于卤素或惰性气体中。分子自由漂浮，因为将它们保持在一起的力不强。这使得它们占据了很大的体积。

偶极-偶极相互作用比伦敦分散力更强，通常存在于液体中。具有通过偶极相互作用保持在一起的分子的物质被认为是极性的。极性物质只能溶解在另一种极性溶剂中。

下表比较和对比了两种范德华力。

偶极-偶极相互作用	伦敦分散势力
在具有广泛电负性差异的原子的分子之间形成 (0.4)	通过随机移动电子的不对称分布在分子中诱导偶极子。
相对来说要强很多	相对较弱，可能是暂时的
存在于极性物质中	存在于非极性物质中
水、对硝基苯基、乙醇	卤素 (Cl₂， F₂), 惰性气体 (He, Ar)

然而，与离子键和共价键相比，范德华力较弱。所以它不需要太多的能量供应就可以被打破。

参考：1。 “偶极-偶极相互作用——化学。 ” Socratic.org。 N.p.，日期不详网。 2017 年 2 月 16 日。 “范德华力。”化学自由文本。 Libretexts，2016 年 7 月 21 日。网络。 2017 年 2 月 16 日。

图片提供：1。 Benjah-bmm27 撰写的“Dipole-dipole-interaction-in-HCl-2D” – 自己的作品（公共领域），来自 Commons Wikimedia2。 “维基百科 HDonor Acceptor”作者 Mcpazzo – 通过 Commons Wikimedia 自己的作品（公共领域）