范德華力又可以分為三種作用力:誘導力、色散力和取向力。
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電荷重心發生瞬時的不重合,從而產生瞬時偶極。色散力和相互作用分子的變形性有關,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,分子的電離勢越低(分子內所含的電子數愈多),色散力越大。色散力的相互作用隨著1/r6 而變化。其公式為:I1和I2 分別是兩個相互作用分子的電離能,α1 和α2 是它們的極化率。
括號里取平方
誘導力(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力。由于極性分子偶極所產生的電場對非極性分子發生影響,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),結果使非極性分子的電子云與原子核發生相對位移,本來非極性分子中的正、負電荷重心是重合的,相對位移后就不再重合,使非極性分子產生了偶極。這種電荷重心的相對位移叫做“變形”,因變形而產生的偶極,叫做誘導偶極,以區別于極性分子中原有的固有偶極。誘導偶極和固有偶極就相互吸引,這種由于誘導偶極而產生的作用力,叫做誘導力。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,每個分子也會發生變形,產生誘導偶極。其結果使分子的偶極距增大,既具有取向力又具有誘導力。在陽離子和陰離子之間也會出現誘導力。
誘導力與極性分子偶極矩的平方成正比。誘導力與被誘導分子的變形性成正比,通常分子中各原子核的外層電子殼越大(含重原子越多)它在外來靜電力作用下越容易變形。相互作用隨著1/r6 而變化,誘導力與溫度無關。其公式:α為極化率。
取向力(orientation force 也稱dipole-dipole force)取向力發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,一端帶負電,形成偶極。因此,當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,兩個分子必將發生相對轉動。這種偶極子的互相轉動,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,結果引力大于斥力,兩個分子靠近,當接近到一定距離之后,斥力與引力達到相對平衡。這種由于極性分子的取向而產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,取向力就越弱關相互作用隨著1/r6而變化。其公式為:μ1,μ2為兩個分子的偶極矩;r為分子質心間的距離,k為Boltzmann 常數,T為熱力學溫度,負值表示能量降低。