复旦大学：《物理化学》精品课程教学资源（PPT课件讲稿）第6章 分子间相互作用

●物理化学 第六章分子间相互作用 物理化 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 1 物理化学

●物理化学 第六章分子间相互作用 §6-1分子间作用力 分子与分子之间存在一种较弱的吸引力 1873-范德华( van der waals) 1910获Nobe物理奖 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 2 §6−1 分子间作用力 1873---范德华（van der Waals） 1910 获Noble物理奖 分子与分子之间存在一种较弱的吸引力

●物理化学 第六章分子间相互作用 (1)静电力 葛生( Keesom)1912 极性分子之间的偶极相互作用 2+2(40)2k7R] 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 3 (1) 静电力 葛生（Keesom） 1912 极性分子之间的偶极相互作用 2 2 2 6 e 1 2 0 2 [ /(4 ) ] 3 E kTR = −   

●物理化学 第六章分子间相互作用 (2)诱导力 德拜( Debye)1920-1921 具有极化率a的分子在周围分子固有偶极 矩电厂的作用下产生诱导偶极矩,诱导偶 极矩与周围分子固有偶极矩的相互作用 En=-(a12+a242)(40)2R 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 4 (2) 诱导力 德拜（Debye） 1920-1921 具有极化率 的分子在周围分子固有偶极 矩电厂的作用下产生诱导偶极矩，诱导偶 极矩与周围分子固有偶极矩的相互作用 2 2 2 6 p 1 2 2 1 0 E R = − + ( )/(4 )     

●物理化学 第六章分子间相互作用 对于同一类分子,a1=02=0,H1=2=所以 En=-202/(4e0)2R 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 5 对于同一类分子， 1=2=, 1=2=, 所以: 2 2 6 p 0 E R = −2 / 4   （ ）

●物理化学 第六章分子间相互作用 (3)色散力 分子之间的瞬间偶极矩的相互作用 1930--m-London E4=-[12(1+l2)aa2/(4xen)2R”] 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 6 (3) 色散力 分子之间的瞬间偶极矩的相互作用 1930----London 2 6 d 1 2 1 2 1 2 0 3 [ /( )][ / 4 ] 2 E I I I I R = − +    （ ）

●物理化学 第六章分子间相互作用 (4)分子间作用能 分子间总作用能: 30.a E=E。+Ep+Ed (4IEO2R63kT +c1H2+c1+ 2(,+L 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 7 (4) 分子间作用能 2 2 1 2 1 2 1 2 2 2 e p d 1 2 1 2 6 0 1 2 1 2 3 (4 ) 3 2 I I E E E E R kT I I            = + + = − + + +       （ + ） 分子间总作用能：

●物理化学 第六章分子间相互作用 范德华引力的分配 分子 偶极矩 极化率 E E E 10-3°C.m 10-40C.m2.V kJ.mol-l kJ·mol kJ. mol-l kJ·mol Ar l.81 0.000 0.000 8.49 8.49 CO 0.40 2.21 0.003 0.008 8.74 8.75 HI 1.27 6.01 0.025 0.113 25.8 25.9 HBr 2.60 3.98 0.686 0.502 219 23.1 HCI 3.43 2.93 3.30 1.00 16.8 21.1 NH3 5.00 2.46 13.3 155 29.8 H,O 6.14 1.65 36.3 1.92 8.99 472 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 8 分子 10 C m 30  − 偶极矩 40 2 1 10 C m V − −   极化率 1 e kJ mol −  E 1 p kJ mol −  E 1 d kJ mol −  E 1 kJ mol−  E Ar 0 1.81 0.000 0.000 8.49 8.49 CO 0.40 2.21 0.003 0.008 8.74 8.75 HI 1.27 6.01 0.025 0.113 25.8 25.9 HBr 2.60 3.98 0.686 0.502 21.9 23.1 HCl 3.43 2.93 3.30 1.00 16.8 21.1 NH3 5.00 2.46 13.3 1.55 14.9 29.8 H2O 6.14 1.65 36.3 1.92 8.99 47.2 范德华引力的分配

●物理化学 第六章分子间相互作用 量子力学变分油考虑A,B分子相互作用力 变分函数: y=④+C1④+C重n+C2④ a B AB aB 解出能量 E=EA+EB+Ee+ Ep +ed 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 9 = +  +  +   AB 1 A B 2 AB 3 A B Ψ Φ C Φ C Φ C Φ e p d 0 B 0 E = EA + E + E + E + E 量子力学变分法考虑A，B分子相互作用力 变分函数： 解出能量

●物理化学 第六章分子间相互作用 (5)分子间势能函数 B E attr 6 R rep (n=8-16) R 20218/21 复旦大学化学系

物理化学I 第六章分子间相互作用 2021/8/21 复旦大学化学系 10 (5) 分子间势能函数 attr 6 B E R = − rep n A E R = (n=8-16)