范德瓦尔斯分子

范德瓦尔斯分子是指由范德瓦尔斯力连接着的一种弱键分子，即外电子层已饱和的中性原子或中性分子之间通过范德瓦尔斯力相互结合构成的一种分子。

范德瓦尔斯分子是指由范德瓦尔斯力连接着的一种弱键分子，即外电子层已饱和的中性原子或中性分子之间通过范德瓦尔斯力相互结合构成的一种分子例如，氩原子连接到多种原子上形成的分子，氢分子、氢氟酸分子的二聚物等。对范德瓦尔斯分子的研究可以促进对包括液体、固体在内的分子结构和化学反应的理解。2100433B

下表列出了部分气体的a，b 的值

水分子之间的范氏引力（中国大陆的中学教科书称为“范德瓦尔斯力”或“范德华力”）

一个双原子分子的排斥体积（黑色的部分）下面以理想气体状态方程为基础，推导范氏方程。若把气体视为由体积无限小、相互之间无作用力的分子组成，这种模型便是理想气体模型，与其相对应的状态方程是：

若抛弃前一个的假设，把组成气体的分子视为有一定大小的刚性球（其半径称为范德瓦尔斯半径），用b 表示这些“球”的体积，上面的方程便改写为：

在这里，每个分子的“占有体积”v 被所谓“排斥体积”v - b 代替，反映了分子在空间中不能重叠。若气体被压缩至体积接近分子体积之和（即分子间空隙v - b 趋向于0），那么其压强将趋于无穷大。

下一步，我们考虑原子对之间的引力。引力的存在会使分子的平均亥姆霍兹自由能下降，减少量正比于流体的密度。但压强的大小满足热力学关系

式中A* 为每个分子的亥姆霍兹自由能。由此得到，引力使压强减小的量正比于1/v²。记该比例常数为a，可得

这便是范氏方程。2100433B

式中

p 为气体的压强

a 为度量分子间引力的参数

b 为每个分子平均占有的空间大小（即气体的体积除以总分子数量）

T 为热力学温度

R 为普适气体常数

m 为气体质量

M 为摩尔质量

在第二个方程里，气体物质的量为 1mol

v 为体积

k 为玻尔兹曼常数