范德华力存在于哪些物质中:区分判断方法
范德华力存在于哪些物质中,完整判断逻辑为:只要物质由分子构成,分子之间就存在范德华力,离子晶体、原子晶体、金属晶体内部不存在范德华力;稀有气体是单原子分子,原子之间属于分子间作用力,同样有范德华力;氢键属于特殊分子间作用力,不属于范德华力,同时存在氢键与范德华力的物质,范德华力依旧存在。你可以先判断物质的晶体类型,分子晶体一定含有范德华力,其余三类晶体不具备,部分混合体系里分子组分之间也会出现范德华力。
范德华力在分子晶体中的分布
绝大多数非金属单质、非金属化合物都属于分子晶体,分子与分子之间依靠范德华力结合。常温下的气体,比如氧气、氮气、二氧化碳,液态物质如水、乙醇,固态的干冰、白磷、硫单质,都属于这类。构成这些物质的基本单元是分子,分子内部依靠共价键连接,分子之间没有化学键,范德华力承担分子之间的相互吸引作用。同分异构体、相对分子质量不同的分子,范德华力大小会有明显差别,相对分子质量越大,范德华力通常越强。
稀有气体是容易混淆的一类物质,氦、氖、氩这类物质不存在分子内共价键,以单个原子作为独立单元,原子之间的相互作用归类为范德华力。
不含范德华力的物质类别
离子晶体,像氯化钠、硫酸铜,微粒依靠阴阳离子间的离子键结合,微粒之间没有独立分子,不存在范德华力。原子晶体例如金刚石、二氧化硅,微粒依靠共价键连成空间网状结构,不存在独立小分子,没有范德华力。金属晶体如铁、铜,依靠金属键结合,金属阳离子和自由电子构成体系,同样不存在范德华力。
这个边界不能简单记成“金属都没有”,合金内部的金属组分依旧是金属晶体结构,不会产生范德华力,只有合金中混入有机分子杂质时,杂质分子之间才会存在范德华力。
同时存在氢键和范德华力的物质
水、氨气、氟化氢、乙醇、乙酸这类物质,分子之间同时存在氢键和范德华力。氢键强度高于普通范德华力,但氢键不属于范德华力的分支,两种作用力相互独立共存。判断时不能因为氢键存在就忽略范德华力,这类物质依然满足分子晶体的特征,范德华力始终存在。
混合体系里的范德华力
气体混合物、溶液体系里不同种类分子之间,也会产生范德华力。氧气溶解在水中,氧分子和水分子之间存在范德华力;空气里面氮气分子、氧气分子相互之间都有范德华力。这种异种分子间的范德华力,和同种分子间范德华力本质一致,只是作用力大小会随分子极性发生变化。
极性分子和非极性分子之间也可以形成范德华力。
快速判断对照表
| 物质类型 | 是否含范德华力 | 核心作用力 |
|---|---|---|
| 分子晶体 | 是 | 范德华力,部分附带氢键 |
| 离子晶体 | 否 | 离子键 |
| 原子晶体 | 否 | 共价键 |
| 金属晶体 | 否 | 金属键 |
| 稀有气体 | 是 | 范德华力 |
判断的最简口诀:有独立分子,就有范德华力。
石墨是特殊例子,层内是共价键,层与层之间依靠范德华力结合,它不属于分子晶体,但层间存在范德华力,这个特例经常出现在习题当中。
