分子间作用力.doc

简叙分子间的静电力和van der Waals力的异同静电力: 静电力是由极性基团的永久偶极相互作用引起的这种作用力取决于极性基团偶极矩的大小，定向程度，分子间的距离和环境温度静电力的能量范围在12—20KJ/Mol之间一些极性高分子聚合物，如聚甲基丙烯酸甲脂、聚乙烯醇、聚脂等的Van Der Waals力为静电力分子间的Van.der.Waals力也是静电力,只不过它是偶极子之间的相互吸引力(静电力)、诱导偶极性与偶极子之间的吸引力(诱导力)、瞬时偶极性与诱导偶极性之间的作用力(色散力)三者的总和而范德华力包括引力和斥力，引力和距离的6次方成反比，排斥力与距离的12 次方成反比他们都是静电力在不同层次的涌现高分子之间的分子间作用力不仅发生在不同的分子链之间，还发生在于分子链相连的基团之间同低分子物质一样，分子间的作用力为低于共价化学键1~2量级的Van Der Waals力和氢键力Van Der Waals力不但存在于不同分子之间，而且存在于同一分子内的非键合原子之间依照分子基团间相互作用原理的的不同Van Der Waals又分为：静电力，诱导力，色散力1.静电力    静电力是由极性基团的永久偶极相互作用引起的。

这种作用力取决于极性基团偶极矩的大小，定向程度，分子间的距离和环境温度对于偶极矩分别为μ1和μ2，距离为R的两种极性分子，温度为T（绝对温度）时，分子间的作用力k为Boltzman常数    静电力的能量范围在12—20KJ/Mol之间一些极性高分子聚合物，如聚甲基丙烯酸甲脂、聚乙烯醇、聚脂等的Van Der Waals力为静电力2.诱导力    诱导力为极性分子的永久偶极对其他分子诱导，生成偶极，并互相吸引所产生的作用力对于偶极矩分别为μ1和μ2，分子极化率为α1、α2，距离为R的两个分子，分子间的作用力 3.色散力    色散力是由于分子间由于非极性分子的正负电荷中心瞬间不重合而导致的瞬间偶极相互作用所产生的分子作用力这一作用力存在于所有的极性或非极性分子之间色散力取决于互相作用的两个分子的电离能I1、 I2、分子极化率α1、α2，以及分子间的距离R：色散力在Van Der Waals力中具有最小的量值，其能量范围在0.8—8KJ/Mol之间定义：范德华力（又称分子作用力）产生于 分子或原子之间的静电相互作用其能量计算的经验方程为:U =B/r 12- A/r 6 (对于2 个碳原子间,其参数值为B =11.5 ×10-6 kJnm^12/mol ；A=5.96 × 10-3 kJnm^6/mol；不同原子间A、B 有不同取值）当两原子彼此紧密靠近电子云相互重叠时，发生强烈排斥，排斥力与距离12 次方成反比。

图中低点是范德华力维持的距离作用力最大，称范德华半径 范德华力又可以分为三种作用力：诱导力、色散力和取向力值得注意的是，虽然分子呈电中性，但是因为电子的运动，分子中的部分原子将会出现微弱电性，形成力的作用Van Der Waals力不但存在于不同分子之间，而且存在于同一分子内的非键合原子之间依照分子基团间相互作用原理的的不同Van Der Waals又分为：静电力，诱导力，色散力 静电力的能量范围在12—20KJ/Mol之间一些极性高分子聚合物，如聚甲基丙烯酸甲脂、聚乙烯醇、聚脂等的Van Der Waals力为静电力 而范德华力包括引力和斥力，引力和距离的6次方成反比，排斥力与距离的12 次方成反比他们都是静电力在不同层次的涌现分子间的Van.der.Waals力也是静电力,只不过它是偶极子之间的相互吸引力(静电力)、诱导偶极性与偶极子之间的吸引力(诱导力)、瞬时偶极性与诱导偶极性之间的作用力(色散力)三者的总和三种力的关系与极性分子之间，取向力、诱导力、色散力都存在；极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和色散力；非极性分子与非极性分子之间，则只存在色散力这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性。

极性越大，取向力的作用越重要；变形性越大，色散力就越重要；诱导力则与这两种因素都有关但对大多数分子来说，色散力是主要的实验证明，对大多数分子来说，色散力是主要的；只有偶极矩很大的分子(如水)，取向力才是主要的；而诱导力通常是很小的分子间力分子间力的类型1取向力：极性分子相互靠近时，因分子的固有偶极之间同极相斥异极相吸，使分子在空间按一定取向排列，使体系处于更稳定状态这种固有的偶极间的作用力为取向力，其实质是静电力2诱导力 极性分子与非极性分子相遇时，极性分子的固有偶极产生的电场作用力使非极性分子电子云变形，且诱导形成偶极子，固有偶极子与诱导偶极子进一步相互作用，使体系稳定这种作用力为诱导力3色散力随时产生的分子瞬时偶极间的作用力为色散力这3种分子间力统称为范德华力蛋白质二级结构：肽链中的主链借助氢键，有规则的卷曲折叠成沿一维方向具有周期性结构的构象半经验方法简介对于复杂的大分子的计算，目前由于受到计算机条件的限制，从头算还有困难，故往往采用各种近似方法．在半经验方法的计算中，从电子结构的一些试验资料估计最难以计算的一些积分．当使用模型法计算分子电子结构时，不再从原始的完正Ｈamilton量出发，而是从最简单的模型Hamilton量出发．这种Hamiltom量只是粗略地考虑了分子中相互作用，通常包含一些待定的参数．半经验法引入的化简极大地简化了必须的计算工作量，并且可能计算一些更复杂分子的电子结构．这种计算所得到的资料带有定性的和半定量的特性．实际上，如果该方法用于一些它力所能及的问题．计算结果的精确度通常足以说明所研究分子的性质，肯定或否定某中物理化学假定．尽管在半经验方法中依据试验值对一些计算所进行的参数化补偿了计算方案的不足．但是，却不能苛求半经验方法面面俱到，使分子的各种电子性质的计算都有同样好的结果．因此，通常保证分子的某些电子结构性质好的计算方案对于另外一些电子结构性质有可能导出不适当的结果．于是，对于每种半经验方法，可以因各类具体参数化方案的不同而变的多样化．在相当大程度上，每类参数化都是局限于分子的一些性质或一定种类分子的计算．因此，半经验方法不是以描述分子的全部特性为基本内容，而是着眼于比较同系物的某些性质．当足以正确地引入参数时，可以得到复杂化合物电子结构的定性或定量的资料，同系物分子的某些特性的变化规律，以及建立他们同试验观测的物理与化学性质的联系，显然，这些问题都是现代化学关注的中心．从头计算法（ab initio method）在量子化学计算中指基于量子力学基本原理直接求解薛定谔方程的量子化学计算方法。

从头计算法的特点是没有经验参数，并且对体系不作过多的简化对各种不同的化学体系采用基本相同的方法进行计算目前的从头计算法包括基于哈特里－福克方程的哈特里–福克方法、在哈特里–福克基础上引入电子相关作用校正而发展起来的后哈特里–福克方法，以及多组态多参考态方法等与半经验方法相比，从头计算法精度高，但耗时长。