范德瓦尔斯力 范德瓦尔斯力是一种分子间和原子间的弱电性吸引力。它不是单一的力，而是几种作用力的总和，包括偶极-偶极相互作用、偶极-诱导偶极相互作用和色散力。理解它需要从最基本的概念开始。 原子与电子的基本概念 ：所有物质由原子构成。原子中心是带正电的原子核，外围是带负电的电子云。通常，原子整体呈电中性，即正负电荷相等。但在分子内部或相互靠近时，电荷分布会发生变化。 偶极矩与永久偶极 ：在某些分子中，由于原子对电子吸引力不同（电负性差异），电子云分布不均匀，导致分子一端略带负电，另一端略带正电，形成一个“电偶极子”。这种固有的电荷分离称为永久偶极矩。例如水分子（H₂O）就是典型的极性分子，具有较大的永久偶极矩。 永久偶极之间的静电吸引力，就是范德瓦尔斯力中的“取向力”或“偶极-偶极相互作用” 。它们会像小磁铁一样，正负端相互吸引。 诱导偶极 ：当一个具有永久偶极的极性分子靠近一个非极性分子（如氩气Ar）时，极性分子的电场会使非极性分子的电子云发生偏移，使其暂时产生正负电荷中心不重合的现象，形成一个“诱导偶极”。 永久偶极与它诱导产生的偶极之间的吸引力，称为“诱导力” 。 瞬时偶极与色散力 ：这是范德瓦尔斯力中最普遍、最重要的一种，存在于所有原子和分子之间（包括稀有气体原子和非极性分子）。即使是非极性分子，其电子云也在时刻运动。在某一瞬间，电子云可能偶然偏向一侧，产生一个微小的“瞬时偶极”。这个瞬时偶极又会立刻诱导邻近的分子产生与之配对的瞬时偶极。这种 瞬时偶极与诱导偶极之间产生的微弱吸引力，称为“色散力”或“伦敦力” 。虽然瞬时存在，但持续不断，构成了大多数物质（尤其是非极性物质）分子间的主要吸引力。 范德瓦尔斯力的性质总结 ： 本质 ：基于电荷相互作用的电性吸引力。 强度 ：非常微弱，通常比化学键（离子键、共价键）弱1-2个数量级。其强度与分子间距的6次方成反比，因此是短程力。 普遍性 ：存在于所有原子、分子之间，是让气体能够凝聚成液体、固体的关键作用力之一。 叠加性 ：对于极性分子，取向力、诱导力和色散力可能同时存在；对于非极性分子，则仅有色散力。 在天文地理领域的体现 ：虽然微观，但范德瓦尔斯力在天体物理中扮演着基础角色。例如： 行星际尘埃和彗星尘埃的聚集 ：在行星形成的初始阶段，微观尘埃颗粒之间的粘附，范德瓦尔斯力是主要机制之一，帮助微米级的颗粒聚合成更大的“星子”。 小天体表面的松散结构 ：一些小行星或彗星的核可能并非坚固的岩石，而是由碎石、尘埃在范德瓦尔斯力等作用下松散聚集而成的“碎石堆”，这影响了它们的力学性质和撞击演化。 环形山边缘的休止角 ：无大气小天体（如月球、小行星）表面风化层（月壤）颗粒间的摩擦和粘附，部分也受范德瓦尔斯力影响，决定了其斜坡的稳定性。