什么是偶极力(Dipole Forces)？

偶极力描述了分子间可能发生的一种相互作用。就像磁铁一样，分子通常是极性的；根据分子结构的不同，它们在不同的侧面有正电荷和负电荷。一个分子的正电荷可以吸引另一个分子的负电荷，把它们放在一起。有两种不同类型的偶极力；有些是永久性的，有些只是瞬间的。这两种力对分子间的相互作用都有重大影响。极性分子之间存在永久性偶极力。暂时性的，瞬时偶极力被称为伦敦色散力。原子中的电子是非常可移动的，可以排列成一个临时的偶极子，也就是正负电荷的分离。当这种情况同时发生在多个分子上时，短暂的吸引力或排斥力可以发生。这个过程是基于给定原子或分子中电子的排列在特定时间以特定方式存在的可能性为基础的。伦敦色散力，尽管在单个原子和分子中相对稀少，但由于原子数目的巨大或通常存在于给定物质中的分子几乎可以保证它们中至少有一部分会通过瞬时偶极子相互作用。水分子形成的氢键是偶极力的一种产物。永久偶极力被称为偶极-偶极相互作用或基索姆相互作用在极性分子之间。当一个分子由具有不同电负性的原子组成时，它倾向于有一个永久的偶极子。电负性是原子或分子的一种特性，它描述了它们吸引电子到自己身上并与其他原子或分子形成键合的能力当具有不同电负性值的原子结合形成分子时，它们往往在其结构的不同部分具有永久的、不同的电荷。当具有永久偶极子的分子靠近其他具有永久偶极子的分子时，分子的极性部分之间有许多强烈的吸引和排斥作用。氢键是第三种由偶极力引起的分子间相互作用，是另一种永久性偶极相互作用的形式。它们只能发生在氢和另一个原子之间，因此得名。另一个原子可以是氧，氢键本质上是一种更强的偶极-偶极相互作用形式。氢键很可能是各种偶极力中最重要的一种，因为它们对水有影响。水分子由于其电子排列而极性很强，而且往往表现出大量的氢键合。一个水分子上的氢原子可以与另一个水分子上的氧原子相互作用。这种吸引力使水具有许多在地球环境中发挥重要作用所必需的性质，如凝聚力和高沸点。克服氢键需要大量的能力，而氢键的形成在一个主要由水组成的环境中有很大的稳定性。