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分子熱運(yùn)動(dòng) 分子熱運(yùn)動(dòng) 物體內(nèi)分子不停的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)  分子熱運(yùn)動(dòng)是指物體內(nèi)分子不停的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。分子的熱運(yùn)動(dòng)跟物體的溫度有關(guān),，物體的溫度越高,，其分子的運(yùn)動(dòng)越快。 懸浮微粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象叫做布朗運(yùn)動(dòng),。例如,，在顯微鏡下觀察懸浮在水中的藤黃粉、花粉微?？梢钥吹竭@種運(yùn)動(dòng),，溫度越高，運(yùn)動(dòng)越激烈,。它是1827年植物學(xué)家R.布朗首先發(fā)現(xiàn)的。作布朗運(yùn)動(dòng)的粒子非常微小,，在周圍液體或氣體分子的碰撞下,，產(chǎn)生一種漲落不定的凈作用力，導(dǎo)致微粒的布朗運(yùn)動(dòng),。 分子熱運(yùn)動(dòng)與分子間的相互作用力直接相關(guān),；分子間的作用力包括色散力、誘導(dǎo)力和取向力,。 基本信息
沈海軍教授編審專家 同濟(jì)大學(xué)航空與力學(xué)學(xué)院 擴(kuò)散現(xiàn)象 不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方,，物理學(xué)把這類現(xiàn)象叫做擴(kuò)散（diffusion）。 擴(kuò)散現(xiàn)象并不是對(duì)流,、重力作用等外界作用引起的,，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,。如：把金片和鉛片壓在一起,，不管金片放在上面還是下面金都會(huì)擴(kuò)散到鉛中，鉛也會(huì)擴(kuò)散到金中。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證明,。 擴(kuò)散現(xiàn)象在科學(xué)技術(shù)中有很多應(yīng)用,。生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素這就是在高溫條件下通過(guò)分子的擴(kuò)散來(lái)完成的,。 布朗運(yùn)動(dòng) 19世紀(jì)中對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的研究 布朗運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)新奇的現(xiàn)象,，它的原因是什么？人們是迷惑不解的,。在布朗之后,，這一問(wèn)題一再被提出，為此有許多學(xué)者進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)期的研究,。一些早期的研究者簡(jiǎn)單地把它歸結(jié)為熱或電等外界因素引起的,。最早隱約指向合理解釋的是維納（1826—1896年）。1863年,，他提出布朗運(yùn)動(dòng)起源于分子的振動(dòng),，他還公布了首次對(duì)微粒速度與粒度關(guān)系的觀察結(jié)果。不過(guò)他的分子模型還不是現(xiàn)代的模型,，他看到的實(shí)際上是微粒的位移,，并不是振動(dòng)。 在維納之后,，S·?？怂辜{也測(cè)定了微粒的移動(dòng)速度。他提出布朗運(yùn)動(dòng)是由于微觀范圍的流動(dòng)造成的,，他沒(méi)有說(shuō)明這種流動(dòng)的根源,，但他看到在加熱和光照使液體粘度降低時(shí)，微粒的運(yùn)動(dòng)加劇了,。就這樣,，維納和S·埃克斯納都把布朗運(yùn)動(dòng)歸結(jié)為物系自身的性質(zhì),。這一時(shí)期還有康托尼,，他試圖在熱力理論的基礎(chǔ)上解釋布朗運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為微?？梢钥闯墒蔷薮蠓肿?，它們與液體介質(zhì)處于熱平衡，它們與液體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)起源于滲透作用和它們與周圍液體之間的相互作用,。 十九世紀(jì)70-80年代 到了19世紀(jì)70-80年代,，一些學(xué)者明確地把布朗運(yùn)動(dòng)歸結(jié)為液體分子撞擊微粒的結(jié)果，這些學(xué)者有卡蓬內(nèi)爾,、德爾索和梯瑞昂,，還有耐格里,。1879年，植物學(xué)家耐格里從真菌,、細(xì)菌等通過(guò)空氣傳播的現(xiàn)象,，認(rèn)為這些微粒即使在靜止的空氣中也可以不沉。聯(lián)系到物理學(xué)中氣體分子以很高速度向各方向運(yùn)動(dòng)的結(jié)論,，他推測(cè)在陽(yáng)光下看到的飛舞的塵埃是氣體分子從各方向撞擊的結(jié)果,。他說(shuō)：“這些微小塵埃就像彈性球一樣被擲來(lái)擲去，結(jié)果如同分子本身一樣能保持長(zhǎng)久的懸浮,?！辈贿^(guò)耐格里又放棄了這一可能達(dá)到正確解釋的途徑，他計(jì)算了單個(gè)氣體分子和塵埃微粒發(fā)生彈性碰撞時(shí)微粒的速度,，結(jié)果要比實(shí)際觀察到的小許多數(shù)量級(jí),，于是他認(rèn)為由于氣體分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，它們共同作用的結(jié)果不能使微粒達(dá)到觀察速度值,，而在液體中則由于介質(zhì)和微粒的摩擦阻力和分子間的粘附力,，分子運(yùn)動(dòng)的設(shè)想不能成為合適的解釋。 1874至1880年間,，卡蓬內(nèi)爾,、德耳索和梯瑞昂的工作解決了耐格里遇到的難題。他們認(rèn)為,，由于分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性和分子速度有一分布,，在液體或氣體中的微觀尺度上存在密度和壓力的漲落。這種漲落在宏觀尺度上抵消掉了,。但是如果壓方面足夠微小,，這種不均勻性就不能抵消，液體中的相應(yīng)的擾動(dòng)就能表現(xiàn)出來(lái),。因此懸浮在液體中的微粒只要足夠小,，就會(huì)不停地振蕩下去?？ㄅ顑?nèi)爾明確地指出唯一影響此效應(yīng)的因素是微粒的大小，不過(guò)他把這種運(yùn)動(dòng)主要看成振蕩,，而德耳索根據(jù)克勞修斯把分子運(yùn)動(dòng)歸結(jié)為平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的觀點(diǎn),，認(rèn)為微粒的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則位移，這是德耳索的主要貢獻(xiàn),。 1888至1895年期間,，古伊對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)進(jìn)行過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)觀察。古伊對(duì)分子行為的描述并不比卡蓬內(nèi)爾等人高明,，他也沒(méi)有弄清漲落的見解,。不過(guò)他的特別之處是他強(qiáng)調(diào)的不是對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的物理解釋，而是把布朗運(yùn)動(dòng)作為探究分子運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的一個(gè)工具。他說(shuō)：“布朗運(yùn)動(dòng)表明,，并不是分子的運(yùn)動(dòng),，而是從分子運(yùn)動(dòng)導(dǎo)出的一些結(jié)果能向我們提供直接的和可見的證據(jù)，說(shuō)明對(duì)熱本質(zhì)假設(shè)的正確性,。按照這樣的觀點(diǎn),，這一現(xiàn)象的研究承擔(dān)了對(duì)分子物理學(xué)的重要作用?！惫乓恋奈墨I(xiàn)產(chǎn)生過(guò)重要的影響,，所以后來(lái)貝蘭把布朗運(yùn)動(dòng)正確解釋的來(lái)源歸功于古伊。 到了1900年,，F(xiàn)·?？怂辜{完成了布朗運(yùn)動(dòng)前期研究的最后工作。他用了許多懸濁液進(jìn)行了和他的父親S·?？怂辜{30年前作過(guò)的同類研究,。他測(cè)定了微粒在1min內(nèi)的位移，與前人一樣,，證實(shí)了微粒的速度隨粒度增大而降低,，隨溫度升高而增加。他清楚地認(rèn)識(shí)到微粒作為巨大分子加入了液體分子的熱運(yùn)動(dòng),，指出從這一觀點(diǎn)出發(fā)“就可以得出微粒的動(dòng)能和溫度之間的關(guān)系,。”他說(shuō)：“這種可見的運(yùn)動(dòng)及其測(cè)定值對(duì)我們清楚了解液體內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)會(huì)有進(jìn)一步的價(jià)值”,。 以上是1900年前對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)研究的基本情況,。這些研究與分子運(yùn)動(dòng)論的建立是密切相關(guān)的。由麥克斯威和玻爾茲曼在60-70年代建立的氣體分子運(yùn)動(dòng)論在概念上的一個(gè)重大發(fā)展是拋棄了對(duì)單個(gè)分子進(jìn)行詳細(xì)跟蹤的方法,，而代之以對(duì)大量分子的統(tǒng)計(jì)處理,，這為弄清布朗運(yùn)動(dòng)的根源打下了基礎(chǔ)。與布朗運(yùn)動(dòng)的研究有密切關(guān)系的還有在60年代由格雷哈姆建立的膠體科學(xué),。所謂膠體是由粒度介于宏觀粒子和微觀分子之間的微粒形成的分散體系,，布朗運(yùn)動(dòng)正是膠體粒子在液體介質(zhì)中表現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)。 對(duì)于布朗運(yùn)動(dòng)的研究,，1900年是個(gè)重要的分水嶺,。至此，布朗運(yùn)動(dòng)的適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｐ鸵呀?jīng)顯明,，剩下的問(wèn)題是需要作出定量的理論描述了,。 愛因斯坦的布朗運(yùn)動(dòng)理論 1905年，愛因斯坦依據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論的原理提出了布朗運(yùn)動(dòng)的理論,。就在差不多同時(shí),，斯莫盧霍夫斯基也作出了同樣的成果,。他們的理論圓滿地回答了布朗運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)問(wèn)題。 應(yīng)該指出,，愛因斯坦從事這一工作的歷史背景是那時(shí)科學(xué)界關(guān)于分子真實(shí)性的爭(zhēng)論,。這種爭(zhēng)論由來(lái)已久，從原子分子理論產(chǎn)生以來(lái)就一直存在,。本世紀(jì)初,，以物理學(xué)家和哲學(xué)家馬赫和化學(xué)家奧斯特瓦爾德為代表的一些人再次提出對(duì)原子分子理論的非難，他們從實(shí)證論或唯能論的觀點(diǎn)出發(fā),，懷疑原子和分子的真實(shí)性,，使得這一爭(zhēng)論成為科學(xué)前沿中的一個(gè)中心問(wèn)題。要回答這一問(wèn)題,，除開哲學(xué)上的分歧之外,，就科學(xué)本身來(lái)說(shuō)，就需要提出更有力的證據(jù),，證明原子,、分子的真實(shí)存在。比如以往測(cè)定的相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量只是質(zhì)量的相對(duì)比較值,，如果它們是真實(shí)存在的,，就能夠而且也必須測(cè)得相對(duì)原子質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量的絕對(duì)值，這類問(wèn)題需要人們回答,。 由于上述情況,，像愛因斯坦在論文中指出的那樣，他的目的是“要找到能證實(shí)確實(shí)存在有一定大小的原子的最有說(shuō)服力的事實(shí),?！彼硎荆骸鞍凑諢岬姆肿舆\(yùn)動(dòng)論，由于熱的分子運(yùn)動(dòng),，大小可以用顯微鏡看見的物體懸浮在液體中,，必定會(huì)發(fā)生其大小可以用顯微鏡容易觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)?？赡苓@里所討論的運(yùn)動(dòng)就是所謂'布朗分子運(yùn)動(dòng)’”,。他認(rèn)為只要能實(shí)際觀測(cè)到這種運(yùn)動(dòng)和預(yù)期的規(guī)律性，“精確測(cè)定原子的實(shí)際大小就成為可能了”,?！胺粗顷P(guān)于這種運(yùn)動(dòng)的預(yù)言證明是不正確的,，那么就提供了一個(gè)有份量的證據(jù)來(lái)反對(duì)熱的分子運(yùn)動(dòng)觀”,。 愛因斯坦的成果大體上可分兩方面,。一是根據(jù)分子熱運(yùn)動(dòng)原理推導(dǎo)：在t時(shí)間里,，微粒在某一方向上位移的統(tǒng)計(jì)平均值,，即方均根值，D是微粒的擴(kuò)散系數(shù),。這一公式是看來(lái)毫無(wú)規(guī)則的布朗運(yùn)動(dòng)服從分子熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律的必然結(jié)果,。 愛因斯坦成果的第二個(gè)方面是對(duì)于球形微粒，推導(dǎo)出了可以求算阿式中的阿伏加德羅常數(shù),。式中η是介質(zhì)粘度,，a是微粒半徑，R是氣體常數(shù),，NA為阿伏加德羅常數(shù),。按此公式，只要實(shí)際測(cè)得準(zhǔn)確的擴(kuò)散系數(shù)D或布朗運(yùn)動(dòng)均方位得到原子和分子的絕對(duì)質(zhì)量,。愛因斯坦曾用前人測(cè)定的糖在水中的擴(kuò)散系數(shù),，估算的NA值為3.3E23，一年后,，即1906年,，該值又被修改為6.56E23。 愛因斯坦的理論成果為證實(shí)分子的真實(shí)性找到了一種方法,，同時(shí)也圓滿地闡明了布朗運(yùn)動(dòng)的根源及其規(guī)律性,。下面的工作就是要用充足的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)這一理論的可靠性。愛因斯坦說(shuō)：“我不想在這里把可供我使用的那些稀少的實(shí)驗(yàn)資料去同這理論的結(jié)果進(jìn)行比較,，而把它讓給實(shí)驗(yàn)方面掌握這一問(wèn)題的那些人去做”,。“但愿有一位研究者能夠立即成功地解決這里所提出的,、對(duì)熱理論關(guān)系重大的這個(gè)問(wèn)題,！”愛因斯坦提出的這一任務(wù)不久之后就由貝蘭（1870-1942年）和斯維德伯格分別出色地完成了。這里還應(yīng)該提到本世紀(jì)初在研究布朗運(yùn)動(dòng)方面一個(gè)重大的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展是1902年齊格蒙第（1865-1929年）發(fā)明了超顯微鏡,，用它可直接看到和測(cè)定膠體粒子的布朗運(yùn)動(dòng),，這也就是證實(shí)了膠體粒子的真實(shí)性，為此,，齊格蒙第曾獲1925年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),。斯維德伯格測(cè)定布朗運(yùn)動(dòng)就是用顯微鏡進(jìn)行的。 貝蘭測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)的實(shí)驗(yàn) 1908到1913年期間,，貝蘭進(jìn)行了驗(yàn)證愛因斯坦理論和測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究,。他的工作包括好幾方面。在初期,，他的想法是,，既然在液體中進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的微粒可以看成是進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)的巨大分子,，它們就應(yīng)該遵循分子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,，因此只要找到微粒的一種可用實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的性質(zhì),，這種性質(zhì)與氣體定律在邏輯上是等效的，就可以用來(lái)測(cè)定阿伏加德羅常數(shù),。1908年,，他想到液體中的懸浮微粒相當(dāng)于“可見分子的微型大氣”，所以微粒濃度（單位體積中的數(shù)目）的高度分布公式應(yīng)與氣壓方程有相同的形式,，只是對(duì)粒子受到的浮力應(yīng)加以校正,。 這一公式是：  式中,k是波爾茲曼常數(shù)，自k和   根據(jù)此公式，從實(shí)驗(yàn)測(cè)定的粒子濃度的高度分布數(shù)據(jù)就可以計(jì)算k和 為進(jìn)行這種實(shí)驗(yàn),，先要制得合用的微粒。制備方法是先向樹脂的酒精溶液中加入大量水,，則樹脂析出成各種尺寸的小球,，然后用沉降分離的方法多次分級(jí)，就可以得到大小均勻的級(jí)份（例如直徑約     貝蘭的另一種實(shí)驗(yàn)是測(cè)量布朗運(yùn)動(dòng)，可以說(shuō)這是對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)理論的更直接證明。根據(jù)前述的愛因斯坦對(duì)球形粒子導(dǎo)出的公式,，只要實(shí)驗(yàn)液,，在選定的一段時(shí)間內(nèi)用顯微鏡觀察粒子的水平投影，測(cè)得許多位移數(shù)值,，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均。貝蘭改變各種實(shí)驗(yàn)條件,，得到的NA值是 這些結(jié)果相當(dāng)一致，都接近現(xiàn)代公認(rèn)的數(shù)值 就這樣,，布朗運(yùn)動(dòng)自發(fā)現(xiàn)之后,，經(jīng)過(guò)多半個(gè)世紀(jì)的研究，人們逐漸接近對(duì)它的正確認(rèn)識(shí),。到本世紀(jì)初,，先是愛因斯坦和斯莫盧霍夫斯基的理論，然后是貝蘭和斯維德伯格的實(shí)驗(yàn)使這一重大的科學(xué)問(wèn)題得到圓滿地解決,，并首次測(cè)定了阿伏加德羅常數(shù),，這也就是為分子的真實(shí)存在提供了一個(gè)直觀的、令人信服的證據(jù),，這對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)和哲學(xué)有著巨大的意義,。從這以后，科學(xué)上關(guān)于原子和分子真實(shí)性的爭(zhēng)論即告終結(jié)。正如原先原子論的主要反對(duì)者奧斯特瓦爾德所說(shuō)：“布朗運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)假說(shuō)的一致,，已經(jīng)被貝蘭十分圓滿地證實(shí)了,，這就使那怕最挑剔的科學(xué)家也得承認(rèn)這是充滿空間的物質(zhì)的原子構(gòu)成的一個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)”。數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家彭加勒在1913年總結(jié)性地說(shuō)道：“貝蘭對(duì)原子數(shù)目的光輝測(cè)定完成了原子論的勝利”,?！盎瘜W(xué)家的原子論現(xiàn)在是一個(gè)真實(shí)存在”。 布朗運(yùn)動(dòng)代表了一種隨機(jī)漲落現(xiàn)象,，其理論在其他領(lǐng)域也有重要應(yīng)用,。如對(duì)測(cè)量?jī)x器的精度限度的研究；高倍放大電訊電路中的背景噪聲的研究等,。 布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)不一樣,，與溫度和粒子個(gè)數(shù)有關(guān)，溫度越高,，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈,，粒子越少，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈,。 運(yùn)動(dòng) 在擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)中我們會(huì)發(fā)現(xiàn),，溫度越高，擴(kuò)散得越快,。觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)也會(huì)發(fā)現(xiàn),，溫度越高，懸浮微粒的運(yùn)動(dòng)就越明顯,。這些事態(tài) 表明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)系,，溫度越高這種運(yùn)動(dòng)就越激烈。因此我們把分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)（thermal motion）,。[1] 舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,，用一條金片和一條鉛片貼合在一起，在常溫下放置5年,，再切開,，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們互相滲入有1mm深，如果持續(xù)加100°C的熱,，它們會(huì)貼合得更快,。 聯(lián)系 分子的運(yùn)動(dòng)與溫度和分子質(zhì)量有關(guān)，但如果想真正了解它,，只能在電子顯微鏡下看到,。分子的運(yùn)動(dòng)還與分子的間隔有關(guān)，比如說(shuō),，在常溫下,，氣體與氣體之間的運(yùn)動(dòng)會(huì)很快，要觀察其運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，最多只需1天,；而液體需要1個(gè)月左右,；而固體需幾年。并且會(huì)發(fā)現(xiàn)在分子的間隙上看：氣體大于液體大于固體（分子間隙）,，因此,，分子的運(yùn)動(dòng)與分子的間隔有關(guān)。 在一個(gè)燒杯中裝半杯熱水,，另一個(gè)同樣的燒杯中裝等量的涼水,。用滴管分別在兩個(gè)杯底注入一滴墨水，發(fā)現(xiàn)裝熱水的燒杯的顏色變化地快,。說(shuō)明分子的熱運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)。 分子熱運(yùn)動(dòng)可以在氣體,、液體和固體間進(jìn)行,。 分子間作用力 定義 范德華力，又稱分子作用力,，是產(chǎn)生于分子或原子之間的靜電相互作用,。其能量計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)方程為: 對(duì)于不同原子間A、B 有不同取值,。對(duì)于2 個(gè)碳原子間,，其參數(shù)值為 范德華力又可以分為三種作用力：誘導(dǎo)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(shí)偶極間的作用力,，即由于電子的運(yùn)動(dòng)，瞬間電子的位置對(duì)原子核是不對(duì)稱的,，也就是說(shuō)正電荷重心和負(fù)電荷重心發(fā)生瞬時(shí)的不重合,，從而產(chǎn)生瞬時(shí)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(shì)有關(guān)，分子的電離勢(shì)越低（分子內(nèi)所含的電子數(shù)愈多）,，色散力越大,。色散力的相互作用隨著1/r而變化。 其公式為： 式中,， 誘導(dǎo)力 誘導(dǎo)力,，英文名：induction force,。在極性分子和非極性分子之間以及極性分子和非極性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(chǎng)對(duì)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(duì)位移，本來(lái)非極性分子中的正,、負(fù)電荷重心是重合的,，相對(duì)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(duì)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(gè)分子也會(huì)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(yáng)離子和陰離子之間也會(huì)出現(xiàn)誘導(dǎo)力,。 誘導(dǎo)力與極性分子偶極矩的平方成正比,。誘導(dǎo)力與被誘導(dǎo)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(lái)靜電力作用下越容易變形,。相互作用隨著1/r而變化,，誘導(dǎo)力與溫度無(wú)關(guān)。其公式為： 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(gè)極性分子相互接近時(shí)，由于它們偶極的同極相斥,，異極相吸,，兩個(gè)分子必將發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種偶極子的互相轉(zhuǎn)動(dòng),，就使偶極子的相反的極相對(duì),，叫做“取向”。這時(shí)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(gè)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(duì)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(duì)溫度成反比,，溫度越高,，取向力就越弱關(guān)相互作用隨著 其公式為： 式中,， 參考資料 [1] 范冬芳 . 分子熱運(yùn)動(dòng) : 《教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)》 ,，2012-9 |
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來(lái)自： 秋水共藍(lán)天 > 《分子原子》
