1912年,W.H.葛生提出分子间的吸引力是由取向效应引起的,实质上是分子偶极矩间的相互作用。
分子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成,正负电荷总值相等,呈现中性。当正负电荷中心重合时,称为非极性分子;当正负电荷中心不重合时,称为极性分子。分子的极性用偶极矩来度量。1912年,P.J.W.德拜提出偶极矩的概念,指出两个带电荷
和
、间距
的质点,其偶极矩为:
显然,非极性分子的偶极矩为0,如氢气、氮气、二氧化碳、甲烷、四氯化碳等分子;极性分子的偶极矩不为0,如水分子的偶极矩为1.855德拜、丙烷分子的偶极矩为0.084德拜。
后来人们发现,由分子、离子等组成的物质,除了偶极矩外,还有四极矩、八极矩、十六极矩等,这些离子、分子间的作用都认为是静电作用。
静电力是分子间吸引力的形式之一。极性分子间静电作用大小与分子的相对方向、相距距离、偶极矩大小和状态参数有关,产生的相互作用势能为:
式中为玻耳兹曼常数;
为热力学温度;
为分子间距离;下标1、2代表不同种类分子。对于同类分子,有: