分子變形性

在外電場作用下，分子中的正負電荷重心的位置發生改變，產生“誘導偶極”，這種現象稱為分子的極化或變形極化。分子受極化後，分子外形發生改變，稱為分子變形。

基本介紹

• 中文名：分子變形性
• 外文名：Molecular deformation
• 本質：重心的位置發生改變
• 別名：分子極化

基本概述

在討論分子的極性時，只考慮孤立分子中電荷的分布情況，如果把分子置於外電場中，則電荷分布要發生變化。

非極性分子在外電場的影響下，電子云與核分別向兩極移動，結果產生相對位移，分子發生變形(稱為分子的變形性)，產生偶極，這個過程叫分子的極化變形，形成的偶極稱為誘導偶極。電場越強，分子變形性越大，誘導偶極越大。當外電場取消時，所形成的偶極也消失，分子重新變為非極性分子。對於極性分子來說，本身就存在偶極，這種偶極叫固有偶極或永久偶極。

非固態的極性分子，在沒有外電場的作用時，其分子的熱運動是不規則的，而在外電場中，分子的偶極矩就按電場的方向而取一定的方位，這個過程稱為取向；同時在電場影響下，分子也會發生變形，產生誘導偶極，這時分子的偶極為永久偶極與誘導偶極之和，分子的極性便有所增加。

分子的取向、極化和變形，不僅在電場中發生，而且在相鄰分子間也可以發生。每個極性分子的固有偶極可看成是一個電場，它可以使相鄰的極性分子或非極性分子極化變形。這種極化作用對分子間力的產生有重要影響。

影響分子變形性的因素

分子中的原子數越多，原子半徑越大(分子越大)，分子中電子數越多，變形性越大。

分子變形性與分子內各元素是否達到穩定狀態（即最外層電子數是否為8），各元素原子核間相互吸引力。

還與元素間化學鍵的熱值因素有關。

分子變形程度的大小

非極性分子原來重合的正負電荷中心，在電場影響下互相分離，產生了偶極，此過程稱為分子的變形極化，所形成的偶極稱為誘導偶極（induction dipole）。電場愈強，分子變形愈大，誘導偶極愈大。若取消外電場，誘導偶極自行消失，分子重新復原為非極性分子，所以誘導偶極與電場強度E成正比。

P_誘導=α·E

式中，引入比例常數α，顯然α可作為衡量分子在電場作用下變形性大小的量度，稱為分子誘導極化率，簡稱為極化率（polarizability）。分子中電子數愈多，電子云更加彌散，則α愈大。如外電場強度一定，則α愈大的分子，P_誘導愈大，分子的變形性也愈大。

對於極性分子來說，本身就存在著偶極，此偶極稱為固有偶極或永久偶極（permanentdipole）。極性分子通常都作不規則的熱運動，如圖1（a）所示。若在外電場的作用下，其正極轉向負電極，其負極轉向正電極，按電場的方向排列，如圖1（b）所示，此過程稱為取向，亦稱分子的定向極化。

圖1 極性分子在電場中的取向

同時電場也使分子正負電荷中心之間的距離拉大，發生變形，產生誘導偶極，所以此時分子的偶極為固有偶極和誘導偶極之和，分子的極性有所增強分子的極化率α可由實驗測得。

表中數據表明，隨分子中電子數的增多以及電子云彌散，α值相應加大。以周期系同族元素的有關分子為例，從He到Xe及從HCl到HI，α值增大，分子的變形性必然增大。

分子的取向、極化和變形，不僅在電場中發生，而且在相鄰分子間也可以發生。這是因為極性分子固有偶極就相當於無數個微電場，所以當極性分子與極性分子、極性分子與非極性分子相鄰時同樣也會發生極化作用。這種極化作用對分子間力的產生有重要影響。

分子極性與分子間力的關係

A．非極性分子之間存在色散力。

B．極性分子與非極性分子問存在色散力和誘導力。

C．極性分子之間存在色散力、取向力和誘導力。