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一、研究历史

自然界中物质常见的存在形式有气态、液态和固态，决定物质状态的主要原因就是分子间作用力的强弱。

早在1873年，荷兰物理学家范德华在研究气体行为时首次提出分子间作用力，所以分子间作用力也被称之为范德华力。

在上世纪初期，随着量子力学的发展，F. London用量子力学解释了色散力的本质，即电子运动的涨落。

到了上世纪中期，德拜和基索姆分别提出了诱导力和取向力理论，丰富了范德华力的范围。

而如今，范德华力已经成为了解释分子间作用的重要理论基础。

二、定义与概念

范德华力的基本定义：存在于中性分子或原子之间弱的（0.4-4 kJ/mol）、短程（0.3-0.5 nm）的吸引力。

三大类型：取向力、诱导力、色散力。

氢键也属于分子间的相互作用力，但是氢键的作用能、方向性和饱和性特征不同于范德华力，是一种独立的分子间作用力。

三、类型及特点

1. 取向力 (Keesom force)

（1）产生原因： 我们都知道极性分子具有本征偶极矩，当两个极性分子相互靠近时，他们的偶记就会由于同性相斥、异性相吸而产生定向排列，这种由于极性分子的本征偶极矩产生的分子间作用力就是取向力。

（2）作用对象： 由取向力的产生原因可知，取向力的作用对象为极性分子，非极性分子由于没有本征偶极矩则不会产生取向力。

（3）影响因素： 取向力的强度和分子偶极矩密切相关，偶极矩越大，取向力越大。此外，由于温度升高会加剧分子的热运动进而削弱分子定向排列的趋势，因此温度增加时取向力会随之减小。

2. 诱导力 (Debye force)

（1）产生原因： 当极性分子和非极性分子/极性分子相互靠近时，极性分子的本征偶极矩会使得邻近分子的电子云发生变形，进而产生诱导偶极。本征偶极和诱导偶极之间的作用就是诱导力。

（2）作用对象： 诱导力的产生需要相互作用的两分子之间必须存在至少一个极性分子，否则无法产生诱导力作用。

（3）影响因素： 诱导力的强弱与极性分子的本征偶极矩呈正相关，本征偶极矩越大，诱导偶极矩就会越大。并且被诱导分子电子云结构也影响诱导力的强弱，一般来说，分子的电子云越容易被影响产生诱导偶极，诱导力就会越强。

一般来说，分子体积越大，电子数越多，电子云就越容易被诱导。

3. 色散力 (London force)

（1）产生原因：我们都学过电子始终处于无规则运动中，所以即使是非极性分子也会在某一瞬间由于电子云分布不均而产生一个瞬时偶极，而这个瞬时偶极诱导相邻分子产生对应的瞬时偶极，有这两个瞬时偶极之间产生的力就称为色散力。

色散力名字的来由：光的色散现象是不同频率的光在介质中由于传播速度的差异而产生的分离，其本质是物质对不同频率电磁波的相应差异。F. London在理论推导时发现非极性分子间的这种作用力与光的色散效应都是由于分子中电子对电磁场的相应而产生，因此这个特殊的力被命名为色散力。

（2）作用对象： 所有分子间都存在色散力，无论分子是否有极性。

（3）影响因素： 与诱导力类似，色散力的大小同样取决于电子云被极化的难易程度。

色散力不受温度影响，因为瞬时偶极的产生与热运动无关。

四、范德华力对物理性质的影响

熔点和沸点： 范德华力强弱直接分子间的束缚作用。分子间范德华力越强，物质就需要更高的能量才能克服这种作用力，使分子从固态变为液态（熔点）或从液态变为气态（沸点）。

溶解度： 极性分子间因取向力、诱导力易相互吸引，更易溶于极性溶剂；非极性分子间因色散力，更易溶于非极性溶剂。这也就是我们常说的相似相容原理。

表面张力：分子间范德华力越强，液体表面分子受内部分子的吸引力越大，表面张力越大。

黏度：液体分子间范德华力越强，分子运动时的内摩擦力越大，黏度越高。