[科普中國]-誘導(dǎo)力

誘導(dǎo)力是一種分子間作用力。在極性分子的固有偶極誘導(dǎo)下，臨近它的分子會產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，分子間的誘導(dǎo)偶極與固有偶極之間的電性引力，稱為誘導(dǎo)力。在極性分子和非極性分子之間以及極性分子和極性分子之間都存在誘導(dǎo)力。

簡介在極性分子的固有偶極誘導(dǎo)下，臨近它的分子會產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，分子間的誘導(dǎo)偶極與固有偶極之間的電性引力，稱為誘導(dǎo)力。

在極性分子和非極性分子之間以及極性分子和極性分子之間都存在誘導(dǎo)力。

在極性分子和非極性分子之間，由于極性分子偶極所產(chǎn)生的電場對非極性分子發(fā)生影響，使非極性分子電子云變形(即電子云被吸向極性分子偶極的正電的一極)，結(jié)果使非極性分子的電子云與原子核發(fā)生相對位移，本來非極性分子中的正、負(fù)電荷重心是重合的，相對位移后就不再重合，使非極性分子產(chǎn)生了偶極。這種電荷重心的相對位移叫做“變形”，因變形而產(chǎn)生的偶極，叫做誘導(dǎo)偶極，以區(qū)別于極性分子中原有的固有偶極。誘導(dǎo)偶極和固有偶極就相互吸引，這種由于誘導(dǎo)偶極而產(chǎn)生的作用力，叫做誘導(dǎo)力。μ誘導(dǎo)與電場強(qiáng)度E和分子變形性兩因素有關(guān)。

同樣，在極性分子和極性分子之間，除了取向力外，由于極性分子的相互影響，每個分子也會發(fā)生變形，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。其結(jié)果使分子的偶極矩增大，既具有取向力又具有誘導(dǎo)力。在陽離子和陰離子之間也會出現(xiàn)誘導(dǎo)力。1

定義極性分子與非極性分子 相互接近時，在極性分子永 久偶極的影響下，非極性分子重合的正、負(fù)電荷中心發(fā)生 相對位移而產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，在極性分子的永久偶極與非極性分子的誘導(dǎo)偶極之間產(chǎn)生靜電作用力，這種作用力稱為誘導(dǎo)力。極性分子相互接近時，在永久偶極的相互影響下，每個極性分子的正、負(fù)電荷中心的距離被拉大，也將產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，因此誘導(dǎo)力也存在于極性分子之間。1

形成在極性分子和非極性分子之間，由于極性分子偶極所產(chǎn)生的電場對非極性分子發(fā)生影響，使非極性分子電子云變形(即電子云被吸向極性分子偶極的正電的一極)，結(jié)果使非極性分子的電子云與原子核發(fā)生相對位移，本來非極性分子中的正、負(fù)電荷重心是重合的，相對位移后就不再重合，使非極性分子產(chǎn)生了偶極。這種電荷重心的相對位移叫做“變形”，因變形而產(chǎn)生的偶極，叫做誘導(dǎo)偶極，以區(qū)別于極性分子中原有的固有偶極。誘導(dǎo)偶極和固有偶極就相互吸引，這種由于誘導(dǎo)偶極而產(chǎn)生的作用力，叫做誘導(dǎo)力。同樣，在極性分子和極性分子之間，除了取向力外，由于極性分子的相互影響，每個分子也會發(fā)生變形，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。其結(jié)果使分子的偶極矩增大，既具有取向力又具有誘導(dǎo)力。在陽離子和陰離子之間也會出現(xiàn)誘導(dǎo)力。2

影響因素誘導(dǎo)力隨分子的極性增大而增大，也隨分子的變形性增大而增大。當(dāng)分子間距離增 大時，誘導(dǎo)力會迅速減弱。2

范德華力可以分為三種作用力：誘導(dǎo)力、色散力和取向力。又稱分子間作用力，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）有三個來源：①極性分子的永久偶極矩之間的相互作用。②一個極性分子使另一個分子極化，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極矩并相互吸引。③分子中電子的運(yùn)動產(chǎn)生瞬時偶極矩，它使臨近分子瞬時極化，后者又反過來增強(qiáng)原來分子的瞬時偶極矩；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。它們之間的關(guān)系如下：

極性分子與極性分子之間，取向力、誘導(dǎo)力、色散力都存在；極性分子與非極性分子之間，則存在誘導(dǎo)力和色散力；非極性分子與非極性分子之間，則只存在色散力。這三種類型的力的比例大小，決定于相互作用分子的極性和變形性。極性越大，取向力的作用越重要；變形性越大，色散力就越重要；誘導(dǎo)力則與這兩種因素都有關(guān)。但對大多數(shù)分子來說，色散力是主要的。實(shí)驗(yàn)證明，對大多數(shù)分子來說，色散力是主要的；只有偶極矩很大的分子(如水)，取向力才是主要的；而誘導(dǎo)力通常是很小的。極化率α反映分子中的電子云是否容易變形。雖然范德華力只有0.4—4.0kJ/mol，但是在大量大分子間的相互作用則會變得十分穩(wěn)固。比如C—H 在苯中范德華力有7 kJ/mol，而在溶菌酶和糖結(jié)合底物范德華力卻有60kJ/mol，范德華力具有加和性。1

色散力色散力（dispersion force 也稱“倫敦力”）所有分子或原子間都存在。是分子的瞬時偶極間的作用力，即由于電子的運(yùn)動，瞬間電子的位置對原子核是不對稱的，也就是說正電荷重心和負(fù)電荷重心發(fā)生瞬時的不重合，從而產(chǎn)生瞬時偶極。色散力和相互作用分子的變形性有關(guān)，變形性越大（一般分子量愈大，變形性愈大）色散力越大。色散力和相互作用分子的電離勢（即為電離能）有關(guān)，分子的電離勢越低（分子內(nèi)所含的電子數(shù)愈多），色散力越大。1

誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力（induction force）在極性分子和非極性分子之間以及極性分子和極性分子之間都存在誘導(dǎo)力。由于極性分子偶極所產(chǎn)生的電場對非極性分子發(fā)生影響，使非極性分子電子云變形(即電子云被吸向極性分子偶極的正電的一極)，結(jié)果使非極性分子的電子云與原子核發(fā)生相對位移，本來非極性分子中的正、負(fù)電荷重心是重合的，相對位移后就不再重合，使非極性分子產(chǎn)生了偶極。這種電荷重心的相對位移叫做“變形”，因變形而產(chǎn)生的偶極，叫做誘導(dǎo)偶極，以區(qū)別于極性分子中原有的固有偶極。誘導(dǎo)偶極和固有偶極就相互吸引，這種由于誘導(dǎo)偶極而產(chǎn)生的作用力，叫做誘導(dǎo)力。在極性分子和極性分子之間，除了取向力外，由于極性分子的相互影響，每個分子也會發(fā)生變形，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極。其結(jié)果使分子的偶極距增大，既具有取向力又具有誘導(dǎo)力。在陽離子和陰離子之間也會出現(xiàn)誘導(dǎo)力。1

取向力取向力（orientation force 也稱dipole-dipole force）取向力發(fā)生在極性分子與極性分子之間。由于極性分子的電性分布不均勻，一端帶正電，一端帶負(fù)電，形成偶極。因此，當(dāng)兩個極性分子相互接近時，由于它們偶極的同極相斥，異極相吸，兩個分子必將發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。這種偶極子的互相轉(zhuǎn)動，就使偶極子的相反的極相對，叫做“取向”。這時由于相反的極相距較近，同極相距較遠(yuǎn)，結(jié)果引力大于斥力，兩個分子靠近，當(dāng)接近到一定距離之后，斥力與引力達(dá)到相對平衡。這種由于極性分子的取向而產(chǎn)生的分子間的作用力，叫做取向力。取向力與分子的偶極矩平方成正比，即分子的極性越大，取向力越大。取向力與絕對溫度成反比，溫度越高，取向力就越弱。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李廉 - 副教授 - 中國礦業(yè)大學(xué)