1.4　分子间相互作用力

分子间能够相互吸引甚至缔合，这种作用力称为分子间作用力。分子间作用力有多种且较弱，比键能小1～2个数量级，但却对有机化合物的物理性质、化学性质和生物学性质等具有重要影响。

1.4.1　范德华力

自然界的物质都是以三态形式存在，即气态、液态和固态。物质以任何聚集态存在时，分子间都存在一定的吸引力。由于这种力最早是范德华（van der Waals）发现的，所以通常把分子间的作用力叫做范德华力。

范德华力包括取向力、诱导力和色散力三种。

（1）取向力　极性分子与极性分子之间、偶极定向排列产生的作用力称为取向力。取向力的大小和性质与相互作用的偶极矩的大小和方向有关。偶极矩大，作用力就大；偶极矩方向不同，则可以是吸引力或排斥力。

（2）诱导力　极性分子的永久偶极矩同非极性分子被极化而产生的诱导偶极矩之间的作用力称为诱导力。诱导力的大小同极性分子的偶极矩和非极性分子的极化率有关。诱导力都是吸引力。

（3）色散力　非极性分子的瞬间偶极，诱导邻近分子产生诱导偶极，瞬间偶极和诱导偶极之间产生的相互作用力称为色散力。这是一种很弱但是普遍存在的分子间作用力。作用力的大小同相互作用分子的电离能和它们的极化率相关。色散力都是吸引力。色散力不仅存在于非极性分子中，也可存在于极性分子中。

总之，范德华力是永远存在于分子或原子间的一种较弱的作用力，其大小为每摩尔几千焦到几十千焦，没有方向性和饱和性。通常，分子的极化率越大，则范德华力作用力越大。

1.4.2　氢键

氢键是分子之间较强的偶极-偶极相互作用。当氢原子与电负性很大且原子半径很小的原子（如氟、氧、氮、氯）相连时，由于这些原子吸电子能力很强，使氢原子几乎成为裸露的质子而带正电荷，因而氢原子可以与另一分子的氟、氧、氮等原子的未共用电子对以静电引力相结合，使氢原子在两个电负性很强的原子之间形成桥梁，这样形成的键称为氢键。氢键以虚线表示，HF分子和ROH分子中的氢键如下所示：

氢键有方向性和饱和性，其强度介于vanderWaals力和一般共价键力之间，大约是10～30kJ·mol-1。与氢相连原子的电负性数值越大，形成的氢键则越强。氢键存在于气体、液体、晶体和溶液等各种状态中，氢键不仅对许多物质的物理和化学性质有很大的影响，而且对多糖、蛋白质、核酸等许多生物高分子化合物的立体结构和生理功能等都具有极为重要的作用。