物质的分子与分子之间存在着比较弱的相互作用力，称为分子间作用力（intermolecular force）。这种力的大小只有化学键的1/100～1/10，包括范德华力和氢键。它的产生与分子的极性和极化密切相关，是决定物质的熔点、沸点、汽化热、溶解度及表面张力等物理性质的重要因素。

每个分子都可看成由带正电荷的原子核和带负电荷的电子所组成的系统。整个分子是电中性的。但从分子内部电荷的分布看，可认为正、负电荷各集中于一点，称为电荷重心。正、负电荷重心相重合的分子称为非极性分子（nonpolar molecule），不重合的分子称为极性分子（polar molecule）。

对于双原子分子，分子的极性与键的极性相一致。由非极性共价键构成的分子一定是非极性分子，由极性共价键构成的分子一定是极性分子。如H ₂、F ₂和O ₂等分子，由于它们是同核（同种元素的原子形成）双原子分子，成键原子的电负性相等，两原子间共用电子对不发生偏移，正、负电荷重心重合，形成非极性共价键（nonpolar covalent bond），故分子为非极性分子。又如HCl、HF等分子，由于它们是异核（不同种元素的原子形成）双原子分子，成键原子的电负性不相等，两原子间共用电子对向电负性较大的原子一端偏移，正、负电荷重心不重合，形成极性共价键（polar covalent bond），故分子为极性分子。

对于多原子分子，分子的极性与键的极性不一定一致。分子是否有极性，不仅取决于组成分子的元素的电负性，而且也与分子的空间构型有关。例如CO ₂、CH ₄分子中，虽然都是极性键，但前者是直线构型，后者是正四面体构型，键的极性相互抵消，因此它们是非极性分子。而在V形构型的H ₂O分子和三角锥形构型的NH ₃分子中，键的极性不能抵消，它们是极性分子。

分子极性的大小可用分子的电偶极矩（electric dipole moment）来衡量。分子的电偶极矩 μ等于正、负电荷重心的距离 d与正电荷重心或负电荷重心的电量 q的乘积：

式中， μ的单位为10 ^-30C·m（库仑·米），电偶极矩是一个矢量，规定其方向是从正电荷重心指向负电荷重心。电偶极矩为零的分子是非极性分子，电偶极矩越大表示分子的极性越强。

极性分子具有的偶极称为永久偶极（permanent dipole）。无论分子有无极性，在外电场作用下，正、负电荷重心都将发生变化：非极性分子产生偶极矩，而极性分子的偶极矩增大，这种现象称为分子的极化。这种在外电场作用下产生的偶极称为诱导偶极（induced dipole），用Δ μ表示（图5-16）。显然，外电场越强，分子产生的诱导偶极越大，外电场消失，诱导偶极也随之消失。值得注意的是无论是离子还是极性分子，它们具有的永久偶极就是一个电场，可使其周围的分子发生不同程度的极化，产生诱导偶极。这种分子间的相互极化，正是分子间存在作用力的重要原因。

荷兰物理学家范德华（van der Waals）在研究理想气体性质时，首先提出了分子间存在着作用力，故称为范德华力（van der Waals force）。范德华力可分为取向力、诱导力和色散力。

发生在极性分子之间。当两个极性分子相互接近时，由于它们具有永久偶极，同极相斥异极相吸，分子将发生相对转动，做有秩序的定向排列（图5-17）。因极性分子的永久偶极产生的这种分子间静电作用力称为取向力（orientation force）。

发生在极性分子与非极性分子以及极性分子之间。当极性分子与非极性分子接近时，极性分子的永久偶极相当于一个外电场，诱导非极性分子极化而产生诱导偶极，如图5-18所示。同样当两个极性分子互相接近时，彼此的永久偶极的相互影响，也会产生诱导偶极。这种由永久偶极与诱导偶极之间的作用力称为诱导力（induction force）。

发生在极性分子之间、非极性分子之间及极性分子与非极性分子之间。不论是极性分子还是非极性分子，其分子内部的电子都在不断地运动，各原子核也在不断地振动，使整个分子的正负电荷重心不断地发生瞬时的相对位移，从而产生瞬时偶极。瞬时偶极又可诱导相邻分子极化产生瞬时诱导偶极（图5-19）。这种由瞬时偶极所产生的分子间作用力称为色散力（dispersion force）。虽然瞬时偶极存在的时间极短，但是不断地重复发生，又不断地相互诱导和吸引，因此色散力始终存在。一般来说，分子的相对分子质量越大，色散力就越大。

总之，范德华力是一种分子间较弱的作用力，不具有方向性和饱和性，不属于化学键范畴。对于大多数分子，色散力是主要的；只有极性大的分子，取向力才比较显著，诱导力通常都很小。

当氢原子与电负性很大、半径很小的原子X（如F、O、N原子）形成共价键X—H时，由于X原子强烈地吸引两核间的共用电子对，使氢原子几乎成为裸露的质子。这种几乎裸露的质子与另一个电负性大、半径小并在外层含有孤对电子的Y原子（如F、O、N原子），定向吸引产生静电作用，形成X—H…Y结构的氢键（hydrogen bond）。X、Y可以是同种元素的原子，如O—H…O，F—H…F；也可以是不同元素的原子，如N—H…O。

氢键的键能很小，比化学键弱得多，与范德华力在一个数量级，但比范德华力稍强。氢键与范德华力不同的是氢键具有饱和性和方向性。氢键的饱和性是指当氢原子形成一个共价键后，通常只能再形成一个氢键。这是因为氢原子比X、Y原子小得多，当形成氢键后，第二个Y原子再靠近氢原子时，将会受到已形成氢键的Y原子电子云的强烈排斥。氢键的方向性是指以氢原子为中心的三个原子X—H…Y尽可能在一条直线上。这样X原子与Y原子间的距离较远、斥力较小，形成的氢键稳定。常见的氢键强弱顺序为：

氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两种。分子与分子之间形成的氢键称为分子间氢键（intermolecular hydrogen bond），如图5-20所示的氟化氢、氨水。同一分子内不同原子间形成的氢键称为分子内氢键（intramolecular hydrogen bond），如图5-21所示的硝酸、邻硝基苯酚。由于受其他原子键角的限制，分子内氢键X—H…Y的三个原子并不在一条直线上。

氢键存在于许多化合物之中，它的形成对物质的物理性质影响很大。因为破坏氢键需要能量，所以在同类化合物中能形成分子间氢键的物质，其沸点、熔点比不能形成分子间氢键的要高很多，如NH ₃、H ₂O和HF的沸点比同族其他元素的氢化物沸点高。若分子内形成氢键，一般会使化合物的沸点和熔点降低。氢键的形成也影响物质的溶解度，若溶质和溶剂间形成分子间氢键，可使溶解度增大；若溶质形成分子内氢键，则在极性溶剂中溶解度减小，而在非极性溶剂中溶解度增大。如邻硝基苯酚可形成分子内氢键，对硝基苯酚因硝基与羟基相距较远不能形成分子内氢键，但能与水分子形成分子间氢键，所以邻硝基苯酚在水中的溶解度比对硝基苯酚的小。

氢键在生命过程中起重要作用。一些生物大分子（如蛋白质与核酸）中均有分子内氢键存在，它是保持大分子稳定性的关键因素。DNA分子中的两条多核苷酸链靠碱基之间形成氢键配对维系DNA的双螺旋结构，一旦氢键被破坏，DNA会解链变性，生物功能就会丧失。

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