1.4　分子間相互作用力

分子間能夠相互吸引甚至締合，這種作用力稱為分子間作用力。分子間作用力有多種且較弱，比鍵能小1～2個數(shù)量級，但卻對有機(jī)化合物的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和生物學(xué)性質(zhì)等具有重要影響。

1.4.1　范德華力

自然界的物質(zhì)都是以三態(tài)形式存在，即氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。物質(zhì)以任何聚集態(tài)存在時，分子間都存在一定的吸引力。由于這種力最早是范德華（van der Waals）發(fā)現(xiàn)的，所以通常把分子間的作用力叫做范德華力。

范德華力包括取向力、誘導(dǎo)力和色散力三種。

（1）取向力　極性分子與極性分子之間、偶極定向排列產(chǎn)生的作用力稱為取向力。取向力的大小和性質(zhì)與相互作用的偶極矩的大小和方向有關(guān)。偶極矩大，作用力就大；偶極矩方向不同，則可以是吸引力或排斥力。

（2）誘導(dǎo)力　極性分子的永久偶極矩同非極性分子被極化而產(chǎn)生的誘導(dǎo)偶極矩之間的作用力稱為誘導(dǎo)力。誘導(dǎo)力的大小同極性分子的偶極矩和非極性分子的極化率有關(guān)。誘導(dǎo)力都是吸引力。

（3）色散力　非極性分子的瞬間偶極，誘導(dǎo)鄰近分子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，瞬間偶極和誘導(dǎo)偶極之間產(chǎn)生的相互作用力稱為色散力。這是一種很弱但是普遍存在的分子間作用力。作用力的大小同相互作用分子的電離能和它們的極化率相關(guān)。色散力都是吸引力。色散力不僅存在于非極性分子中，也可存在于極性分子中。

總之，范德華力是永遠(yuǎn)存在于分子或原子間的一種較弱的作用力，其大小為每摩爾幾千焦到幾十千焦，沒有方向性和飽和性。通常，分子的極化率越大，則范德華力作用力越大。

1.4.2　氫鍵

氫鍵是分子之間較強(qiáng)的偶極-偶極相互作用。當(dāng)氫原子與電負(fù)性很大且原子半徑很小的原子（如氟、氧、氮、氯）相連時，由于這些原子吸電子能力很強(qiáng)，使氫原子幾乎成為裸露的質(zhì)子而帶正電荷，因而氫原子可以與另一分子的氟、氧、氮等原子的未共用電子對以靜電引力相結(jié)合，使氫原子在兩個電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間形成橋梁，這樣形成的鍵稱為氫鍵。氫鍵以虛線表示，HF分子和ROH分子中的氫鍵如下所示：

氫鍵有方向性和飽和性，其強(qiáng)度介于vanderWaals力和一般共價鍵力之間，大約是10～30kJ·mol-1。與氫相連原子的電負(fù)性數(shù)值越大，形成的氫鍵則越強(qiáng)。氫鍵存在于氣體、液體、晶體和溶液等各種狀態(tài)中，氫鍵不僅對許多物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)有很大的影響，而且對多糖、蛋白質(zhì)、核酸等許多生物高分子化合物的立體結(jié)構(gòu)和生理功能等都具有極為重要的作用。