每日科技名词|范德瓦耳斯力

情毒

范德瓦耳斯力

van der Waals force

定义：由分子极化产生的分子间的静电作用力。

学科：化学_有机化学_物理有机化学_超分子

相关名词：极化 偶极


图片来源：视觉中国

【延伸阅读】

我们在生活中可以观察到，气体在冷却之后会变成液体或固体，例如水蒸气冷却之后会变成水或冰。这是因为大量分子冷却之后运动减弱，通过分子之间相互作用的引力聚集到了一起。这个引力主要来自正电荷与负电荷之间的静电引力，例如，在冰中，形成水分子的氧原子能从氢原子处把带负电的电子吸引过来，所以氧原子带负电、氢原子带正电，从而产生了极性。于是，静电引力便能在水分子之间发挥作用。

看上去没有极性的氢分子和二氧化碳分子，冷却之后也会分别变为液氢和干冰，这里发挥作用的引力又是什么？这种作用于任何分子的引力由荷兰物理学家范德瓦耳斯（Johannes Diderik van der Waals，1873—1923）提出的理论所揭示，所以被称为范德瓦耳斯力。

以氢分子为例，两个氢原子对电子的吸引能力相同，所以基本不存在极性，但如果我们在某个瞬间来观察的话，那两个电子的位置有可能向一侧偏移。所有的分子都会发生这种瞬间的电子偏移，即产生瞬时极性，于是，就在分子间产生了范德瓦耳斯力。

还有一些分子，整体来看不存在极性，但其中的某一部分存在着极性。例如在二氧化碳中，两个氧原子都吸引中间碳原子的电子，于是氧原子带负电，碳原子带正电。然而与弯折的水分子不同，二氧化碳分子呈直线状，电子同时为两个完全相反的方向吸引。所以从宏观来看，可以将二氧化碳视作不存在极性的分子。但在分子距离很近的时候，局部的极性也能产生分子之间的静电引力，这也属于范德瓦耳斯力。

极性分子还会引起周围分子的极化作用，让原本非极性分子中的电子发生偏移，从而产生极性。也就是说，极化一旦出现，便会不断“传染”，于是，就产生了分子间的静电引力。

由电子偏移所产生的分子瞬时极性、局部极性、诱导极性，便是范德瓦耳斯力的真正成因。