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为什么分子间作用力和距离的七次方成反比?
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分子间的相互作用,可以分为四个部分短程力:分子靠得太近时候的排斥力,源自电子云之间的排斥,即普通压力下物体不会被压成中子星密度的原因。取向力:如果分子存在永久偶极矩、四极矩等,之间的静电吸引。诱导力:一个分子的电子云受到另一个分子永久偶极矩/离子的电场影响而极化,形成诱导偶极矩。色散力:不同分子的诱导偶极之间的相互影响。很明显的,不同类型的分子,这些作用的大小千差万别。比如原子或球形分子就不存在永久偶极矩,那静电力这一大块就没有了。比如有的分子电子云比较弥散(大Pi键什么的),就比较容易被极化,那么诱导力就比较强,等等。另外,定性来讲,静电力>诱导力~色散力,因为永久偶极比诱导偶极大得多。但是事情完全不是绝对的,比如还有氢键这种变态的东西、三体以上的相互作用、包含质子体系中质子的量子隧穿效应等等……题主看到的七次方关系,源自一个很简单易算的分子间作用力模型(但是不准,真的不准):勒那德——琼斯(Lennard-Jones)势。一项衰减更快,表示短程排斥力,而一项随距离衰减慢,并且是负的,表示长程吸引力。所谓书中说的七次方,就是指的这个长程项,求个导就是七次方。更详细的回答中所说到的一个非常粗糙的近似。势能求导就是力,不用多说了吧。企图用两个经验参数来描述分子作用这么复杂的体系?除了体现一下短程排斥、长程吸引这个特征,很难去用来描述实际体系。
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