分子间作用力和极化作用的关系

分子间作用力和极化作用的关系

楼上详尽解释了三种分子间力的本质。楼主想必是不清楚分子间力和极化之间的关系。所谓极化就是分子中正负电荷分布（比原先不受外界电场或其他分子电场的影响时）更加两极分化，用准确的物理术语讲就是偶极矩（被分离的电荷量与电荷间距的乘积）增大。

例如，非极性分子原本故有偶极矩为零（正负电荷中心按统计平均而言重合），在其他分子电场的作用下，会出现诱导偶极矩。极性分子在其它分子作用下，其实际偶极矩比其原先的故有偶极矩更大（正负电荷中心平均而言原本不重合，现在被分得更开或被分离的电荷量更大），这新增的偶极矩也称为诱导偶极矩。以上两种极化都是由于分子在外界电场（包括其他分子电场，以下不区分这两种电场，均以外电场称呼它们）的作用下，尽可能取得与外场平行的取向（即分子的正电荷一端指向外场的低电势处，负电荷一端指向高电势处），这样的取向下，极化作用最强，分子间的引力势能最小（能量最低原理，此时分子间引力最强，不过分子的无规则运动又会破坏这种定向排列，实际情况是能量最低原理和熵增加原理妥协的产物，这里稍许超出了讨论的范围，不容易理解的话暂时跳过无妨，只考虑能量最低原理）。因此这种作用称为取向极化，也称诱导极化。

极化还有一种情形，就是非极性分子原本没有故有偶极矩，也没有受到外场的作用，那是不是这样的两个分子间就没有作用力了呢？楼上在色散力一段中做了详尽的解说。二者间存在瞬间偶极之间的相互作用，瞬间偶极是由于分子任一瞬间，电子与原子核都不会重合产生的。尽管瞬间偶极的方向是随机的（有时两分子正端和正端相邻，或负端和负端相邻，有时正负相邻），似乎总的来看分子间引力和斥力应该相互抵消，而不会出现净的色散力。但实际上分子受到能量最低原理的制约，瞬间偶极之间正正或负负相邻的概率会比较小，而正负相邻的概率比较大，故而会出现净的色散力（引力）。这种瞬间偶极的产生是完全由于分子内部的电子随机运动产生的，而与外场的诱导作用无关，故这种极化作用称为电子极化。

如有不明欢迎追问。

取向力只有极性分子与极性分子之间才存在。取向力的本质是静电引力，其大小决定于极性分子的偶极矩。分子的极性越强，偶极矩越大，取向力越大。
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。诱导偶极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。
色散力：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，N2、O2、H2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。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，也即正、负电荷重心发生了瞬时的不重合，从而产生瞬时偶极。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。虽然，瞬时偶极存在时间极短，但上述情况在不断重复着，使得分子间始终存在着引力，这种力可从量子力学理论计算出来，而其计算公式与光色散公式相似，因此，把这种力叫做色散力。

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