[科普中國(guó)]-范德瓦耳斯吸附

由于吸附分子和吸附材料之間的范德瓦爾斯力而產(chǎn)生的吸附叫做范德瓦耳斯吸附，它與化學(xué)吸附相反。它的基本作用力是分子間作用力，又稱范德瓦爾斯力（van der Waals force）。是存在于中性分子或原子之間的一種弱堿性的電性吸引力。分子間作用力（范德瓦爾斯力）有三個(gè)來源：①極性分子的永久偶極矩之間的相互作用。②一個(gè)極性分子使另一個(gè)分子極化，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極矩并相互吸引。③分子中電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生瞬時(shí)偶極矩，它使臨近分子瞬時(shí)極化，后者又反過來增強(qiáng)原來分子的瞬時(shí)偶極矩；這種相互耦合產(chǎn)生凈的吸引作用，這三種力的貢獻(xiàn)不同，通常第三種作用的貢獻(xiàn)最大。

吸附機(jī)理范德瓦耳斯吸附主要由范德華力作用，范德華力（van der Waals' force）在化學(xué)中指分子之間非定向的、無飽和性的、較弱的相互作用力，根據(jù)荷蘭物理學(xué)家約翰內(nèi)斯·范德瓦耳斯命名。范德華力是一種電性引力，但它比化學(xué)鍵或氫鍵弱得多，通常其能量小于5kJ/mol。范德華力的大小和分子的大小成正比。

范德華力的主要來源有三種機(jī)制：

1.極性分子與極性分子之間的永久偶極矩相互作用，稱為“取向力”。

2.極性分子對(duì)非極性分子有極化作用，使之產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極矩，永久偶極矩與其誘導(dǎo)出的偶極矩相互作用，稱為“誘導(dǎo)力”。

3.一對(duì)非極性分子本身由于電子的概率運(yùn)動(dòng)，可以相互配合產(chǎn)生一對(duì)方向相反的瞬時(shí)偶極矩，這一對(duì)瞬時(shí)偶極矩相互作用，稱為“色散力”。這種機(jī)制是非極性分子中范德華力的主要來源，1930年由F.W.倫敦首先根據(jù)量子力學(xué)原理給出解釋，因此也稱為“倫敦力”。

范德華力的大小會(huì)影響物質(zhì)尤其是分子晶體的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，**通常分子的分子量越大，范德華力越大。**水（氧化氫）比硫化氫的相對(duì)分子質(zhì)量小，因此范德華力比后者弱，但由于水分子間存在更強(qiáng)的氫鍵，熔沸點(diǎn)反而更高。壁虎能夠在墻及各種表面上行走，便是因?yàn)槟_上極細(xì)致的匙突（spatulae）和接觸面產(chǎn)生的范德華力所致。這時(shí)的吸附也是范德瓦耳斯吸附。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張靜 - 副教授 - 西南大學(xué)