范德華力和氫鍵對物質(zhì)的物理性質(zhì)的影響

吐爾洪江·阿布都熱依木　卡馬力亞·莫合太爾

一、范德華力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響

范德華力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響是多方面的。液態(tài)物質(zhì)范德華力越大，氣化熱就越大，沸點就越高；固態(tài)物質(zhì)范德華力越大，熔化熱就越大，熔點就越高。一般來說，結(jié)構(gòu)相似的同系列物質(zhì)相對分子質(zhì)量越大，分子變形性也越大，范德華力強，物質(zhì)的熔點，沸點也就越高。例如，稀有氣體，鹵素單質(zhì)等，其沸點和熔點就是隨著相對分子質(zhì)量的增大而升高的。相對分子質(zhì)量相等或近似而體積大的分子，電子位移可能性大，有較大的變形性，此類物質(zhì)有較高的沸點，熔點。

范德華力對液體的互溶度以及固態(tài)，氣態(tài)非點解質(zhì)在液體中的溶解度也有一定影響。溶質(zhì)或溶劑（指同系物）的極化率越大，分子變形性和范德華力越大，溶解度也越大。

另外，范德華力對分子型物質(zhì)的硬度也有一定的影響。分子極性小的聚乙烯，聚異丁烯等物質(zhì)，范德華力較小，因而硬度不大；含有極性基因的有機玻璃等物質(zhì)，范德華力較大，具有一定的硬度。

二、氫鍵對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響

氫鍵通常是物質(zhì)在液態(tài)時形成的，但形成后有時也能繼續(xù)存在于某些固態(tài)甚至氣態(tài)物質(zhì)之中。例如：在氣態(tài)，液態(tài)和固態(tài)的HF中都有氫鍵存在。能夠形成氫鍵的物質(zhì)是很多的，如水，水合物，無機酸和某些有機化合物。氫鍵的存在，影響到物質(zhì)的某些性質(zhì)。如：

1.熔點，沸點

分子間含有氫鍵的物質(zhì)溶化或氣化時，除了要克服范德華力外，還必須提高溫度，額外地供應(yīng)一份能量來破壞分子間的氫鍵，所以這些物質(zhì)的熔，沸點比同系列氫化物的熔點，沸點高。分子內(nèi)形成氫鍵，其熔點，沸點常降低。例如，有分子內(nèi)氫鍵的鄰硝基苯酚熔點（45℃）比分子間氫鍵的間硝基苯酚的熔點（95℃）和對位硝基苯酚的熔點（114℃）都低。

2.溶解度

在極性溶劑中，如果溶質(zhì)分子與溶劑分子之間可以形成氫鍵，則溶質(zhì)的溶解度增大。HCl和NH3在水中的溶解度比較大，就是這個緣故。

3.黏度

分子間有氫鍵的液體，一般黏度較大。例如甘油，磷酸，濃硫酸等多羥基化合物，由于分子間可形成眾多的氫鍵，這些物質(zhì)通常為黏稠狀液體。

4.密度

液體分子間若形成氫鍵，有可能發(fā)生締合現(xiàn)象。例如液態(tài)HF，在通常條件下，除了正常簡單的氟化氫分子外，還有通過氫鍵聯(lián)系在一起的復(fù)雜分子（HF）n。

nHF 締合（HF）n

式中n可以是2，3，4……。這種由若干個簡單分子聯(lián)成復(fù)雜分子而不改變原物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的現(xiàn)象，稱為分子締合。分子締合的結(jié)果會影響液體的密度。H2O分子之間也有締合現(xiàn)象。

nH2O 締合（H2O）n

常溫下，液態(tài)水中除簡單水分子外，還有（H2O）2，（H2O）3……，（H2O）n等締合分子的存在。降低溫度有利于水分子的締合。溫度降至0℃時，全部水分子結(jié)成巨大的締合物-冰。