分子間作用力的本質是什麼？

01-04

本質是電磁相互作用。

分子間作用力分為取向力，誘導力，色散力。

(1)取向力

取向力發生在極性分子與極性分子之間。由於極性分子的電性分布不均勻，一端帶正電，一端帶負電，形成偶極。因此，當兩個極性分子相互接近時，由於它們偶極的同極相斥，異極相吸，兩個分子必將發生相對轉動。這種偶極子的互相轉動，就使偶極子的相反的極相對，叫做「取向」。這時由於相反的極相距較近，同極相距較遠，結果引力大於斥力，兩個分子靠近，當接近到一定距離之後，斥力與引力達到相對平衡。這種由於極性分子的取向而產生的分子間的作用力，叫做取向力。取向力的大小與偶極距的平方成正比。

(2)誘導力

在極性分子和非極性分子之間以及極性分子和極性分子之間都存在誘導力。在極性分子和非極性分子之間，由於極性分子偶極所產生的電場對非極性分子發生影響，使非極性分子電子云變形(即電子云被吸向極性分子偶極的正電的一極)，結果使非極性分子的電子云與原子核發生相對位移，本來非極性分子中的正、負電荷重心是重合的，相對位移後就不再重合，使非極性分子產生了偶極。這種電荷重心的相對位移叫做「變形」，因變形而產生的偶極，叫做誘導偶極，以區別於極性分子中原有的固有偶極。誘導偶極和固有偶極就相互吸引，這種由於誘導偶極而產生的作用力，叫做誘導力。同樣，在極性分子和極性分子之間，除了取向力外，由於極性分子的相互影響，每個分子也會發生變形，產生誘導偶極。其結果使分子的偶極矩增大，既具有取向力又具有誘導力。在陽離子和陰離子之間也會出現誘導力。誘導力的大小與非極性分子極化率和極性分子偶極距的乘積成正比。

(3)色散力

非極性分子之間也有相互作用。粗略來看，非極性分子不具有偶極，它們之間似乎不會產生引力，然而事實上卻非如此。例如，某些由非極性分子組成的物質，如苯在室溫下是液體，碘、萘是固體；又如在低溫下，N2、O2、H2和稀有氣體等都能凝結為液體甚至固體。這些都說明非極性分子之間也存在著分子間的引力。當非極性分子相互接近時，由於每個分子的電子不斷運動和原子核的不斷振動，經常發生電子云和原子核之間的瞬時相對位移，也即正、負電荷重心發生了瞬時的不重合，從而產生瞬時偶極。而這種瞬時偶極又會誘導鄰近分子也產生和它相吸引的瞬時偶極。雖然，瞬時偶極存在時間極短，但上述情況在不斷重複著，使得分子間始終存在著引力，這種力可從量子力學理論計算出來，而其計算公式與光色散公式相似，因此，把這種力叫做色散力。

警告：該答案較長，圖多，除非像我一樣手機流量用不完，否則最好點完贊就走~(～￣▽￣)～

因為好像被老闆看到了(～￣▽￣)～所以會補充些不太常見的非共價作用，此次大約會補充親金作用、鹵鍵和雙氫鍵這些不那麼耳熟能詳的東西。

========偽化生的分割線========================

分子間作用力其實有很多種，通過分子間作用力構造出一些具有特定功能和結構的分子組合體就是超分子化學的主要研究內容（有時還搞搞配位鍵）。事實上，依照分子間作用力的對象和機制，可以大概分為以下幾類：

取向力、誘導力和色散力（范德華力）
氫鍵
π-π堆疊
疏水作用
π-負離子作用
π-正離子作用
親金作用
鹵鍵
雙氫鍵

1.取向力、誘導力和色散力

為什麼要把最高票提到的這幾個力單獨列出來一類呢？因為這些分子間力作用的效果體現在化學性質上（這裡我了解的不多，因此輕噴）並不是那麼明顯，並且這些力在超分子化學的領域中並不那麼重要，這些力的主要性質，最高票已經講得很清楚了，我在這裡只上幾張圖，就不贅述了。

2.氫鍵

其實很久以前呢，中國科學家就用AFM（原子力顯微鏡）看到了氫鍵，此項結果學術界雖有爭議，然而還是可以讓各位直觀地感受氫鍵的樣子。

圖中那些暗淡至極的線條就是氫鍵啦！看著還有點小激動呢~~那麼氫鍵究竟是怎麼樣生成的呢？我首先還是用圖中的8-羥基喹啉舉個栗子。它的分子結構式長這樣：

鋰離子請無視~一般來說，羥基喹啉上面的羥基，由於氧原子的吸引，氫原子上電荷密度就會減小，正電中心就會暴露出來，於是氫離子就會帶上部分正電荷。而另一個環上的氮原子由於電負性較大，吸引周圍的電子，電子密度增大，於是就帶上了部分負電性。這兩個原子的相互吸引的力，就是所謂氫鍵。氫鍵可以形成於分子內，也可以形成於分子之間。

3.π-π堆疊

這是一種常常發生在芳香環之間的弱相互作用，通常存在於相對富電子和缺電子的兩個分子之間。常見的堆疊方式有兩種：面對面（就像夾著個餅）和面對邊,面對面堆疊又可分為完全面對面堆疊和部分面對面堆疊。面對邊相互作用可以看作是一個芳環上輕微缺電子的氫原子和另一個芳環上富電子的π電子云之間形成的弱氫鍵。簡而言之就是兩個芳環的電子云之間存在著這樣一種吸引作用，或者是電子云會吸引帶輕微部分正電荷的氫原子。

4.疏水作用

這種作用在蛋白質中是非常常見的。蛋白質相互識別好像也是親水對親水，疏水對疏水。疏水相互作用對大多數蛋白質的結構和性質非常關鍵。疏水相互作用為蛋白質的摺疊提供了主要的推動力，使疏水殘基處在蛋白質分子的內部。有趣的是，儘管蛋白質因疏水相互作用而使大部分疏水基相互聚集，仍有約1/3的疏水基暴露在水中，於是水在疏水面上的特殊結構存在於蛋白質的水化結構中。降低溫度使疏水相互作用變弱而氫鍵變強。

另外有一個比較著名的例子就是細胞膜的磷脂雙分子層，還有環糊精對疏水基團的包合。

磷脂分子的親水頭部和疏水尾部在水相中便會排列成如圖所示的雙分子層。其原理就是因為在水環境下疏水部分互相吸引。下圖的環糊精包合疏水基團也是類似的原理。

忽略圖二，圖一中的金剛烷基極度疏水，因此可以在水相中實現和環糊精的包合。

大連理工最近發的一篇jacs上結合催化劑和感光器件分子的正是基於環糊精和烷基之間的疏水作用。第二幅圖的杯狀物體就是環糊精基團。

疏水相互作用是通過疏水物的疏水基與水相互排斥作用而發生的，疏水基一般是非極性基。這種作用使疏水基相互靠攏，同時使水相互集中並更大程度地結構化。其中有一種籠狀水合物比較重要，自然界中也時有發現。這種籠狀水合物的例子就是大家耳熟能詳的可燃冰。

可燃冰就是通過疏水相互作用形成的一種像冰那樣的包合物，「主人」物質即水通過氫鍵形成一個像籠子那樣的結構，將一種「客人」物質即小疏水分子以物理方式截留。籠狀水合物代表水對一種非極性物質最大的結構形成響應，類似的微結構也天然得存在於生物物質中。

疏水相互作用的作用長度可以達到大約100納米，然而其他的分子作用力最多只有5納米左右。然而關於疏水相互作用如此長的作用距離方面的研究，至今科學家們仍然沒有得出令人滿意的結論。

5.π-負離子作用

顧名思義，就是離域π鍵體系和負離子的相互作用力。下面那一張圖出自清華髮的一篇jacs：一個硫氰根離子通過這個作用力和含兩個芳環的π體系結合。

好像也做了四氟化硼和硝酸根的說，這篇文獻並沒有好好讀~罪過罪過。

這三個離子都有一個特點就是都是負離子，而且電荷分布都主要是在配位原子上，中心原子貌似都是帶部分正電荷的。於是這些帶部分負電荷的部分就會因為負電荷和芳環之間的作用力被裝到籃子裡面去。關於這方面的文章我讀的少，希望同志們可以指正。

6.π-正離子作用

可以看到芳環中電子密度是較高的，因此這部分負電荷是當然可以和正離子作用的啦！

這樣一個作用其實本質上就是正負電荷相互吸引，富電子的芳環吸引帶正電的離子或者是帶部分正電荷的分子。但是這樣的一個作用應用是非常廣泛的，譬如下面這篇jacs中那樣用來催化能夠保持構型的親核取代。在文章最後就有著這樣的一個機理圖（中間體的圖）就是帶正電荷的中間體和分子籠骨架中的芳環作用，從而可以人為地製作空間位阻，阻止構型翻轉。

7.親金作用

在處理金配合物的時候，有時候會發現這些配合物會自發形成一些有一定規律的組合體。通過分析手段表徵得到其中存在著Au-Au鍵。由於敬愛的周公度先生已經在《大學化學》上發表了一篇文章，我在這裡搬運一截，供各位參考（外文文獻以後再說吧，我還有實驗報告呢！o(︶︿︶)o

親金作用 ( aurophilicity或 aurophilic attraction)是指在含 Au
Ⅰ的化合物中非鍵的 Au
Ⅰ之間
的相互吸引作用。按常規 ,分子中非鍵而帶同類電荷的 Au
Ⅰ原子應互相推斥 ,但實際上許多
化合物中 Au
Ⅰ原子間的距離要比金原子的范德華半徑之和 ( 332 pm)短很多。
圖 6示出化合
物 O [AuP(C6 H4CH3
) 3 ]3BF4
( a)和 S[AuP(C6 H4 CH3
) 3 ]4 ClO4
( b)中的正離子的結構。在 ( a)
中 O原子和 3個 Au
Ⅰ形成三角錐形結構 ;在 ( b)中 S原子和 4個 Au
Ⅰ原子形成四角錐形結構。
Au
Ⅰ均為直線形二配位 ,一端和 O或 S成鍵 ,另一端和 P原子成鍵。在這 2個離子中 , Au…Au
間的平均距離分別為 308. 6 pm和 293. 0 pm,均短於范德華半徑和 ,相互吸引 ,以弱鍵結合使
結構穩定。這種弱的吸引作用即為親金作用 ,以虛線表示。

圖 6 O [ AuP( C6 H4 CH3
) 3
]
+
3
( a)和 S[ AuP( C6 H4CH3
) 3
]
+
4
( b)
親金作用可將簡單的金化合物結合成複雜的低聚聚集體 ,
圖 7示出 3個這種聚集體分子
的結構 : ( a) Au5
(mes) 5
, mes為 2, 4, 62三甲基苯 ; ( b) [LAuCl]4
, L 為哌啶 , —N ; ( c)
[O (AuPPh3
) 3 ]2。分子之間的親金作用將幾個分子結合在一起形成聚集體。

圖 7 簡單金化合物通過親金作用結合成聚集體
( a) Au5
(mes)
5
, ( b) {ClAu[N (CH2
)
5
] } 4
, ( c) [O (AuPPh3
)
3
] 2

親金作用的本質現在尚無定論。有一種觀點認為 Au原子的 6 s軌道受相對論效應影響而
收縮 ,能級降低 ,和 5d軌道一起形成 6個軌道的非滿殼層結構 ,使形式上的正一價金原子 Au
Ⅰ
間具有相互吸引作用。有的學者認為親金作用主要和電子相關效應 ( electron2correlation
effect)有關。
在正一價銀的化合物中 ,銀原子間也有和親金作用相似的親銀作用 ( argentophilicity)。乙
58
炔銀 (Ag2C2
)和銀鹽能形成多種複合物晶體。在已測定的若干復鹽的晶體結構中 , C
2 -
2 完全包
藏在多面體銀籠之中。組成多面體銀籠的銀原子之間 ,因親銀作用使它們的距離短於銀原子
的范德華半徑和 (340 pm) ,圖 8中用虛線表示為「Ag222Ag」。這種銀原子間的距離許多小於
300 pm,最短的僅 271 pm。銀原子間距離大於 340 pm的用點線表示為「Ag…Ag」.

圖 8 在乙炔銀復鹽中包藏 C
2 -
2 的多面體銀籠的結構

在一些金和銀的混合金屬簇化合物中 ,親金作用、親銀作用以及金銀相親作用將 Au原子
和 Ag原子共同組成簇合物中的金屬內核。

周老師的文章鏈接：http://www.dxhx.pku.edu.cn/fileup/PDF/20050607.pdf

8.鹵鍵鹵鍵和氫鍵原理差不多，主要是鹵原子（可做親電或者親核試劑）和另一鹵原子通過靜電引力形成的一種結構。主要分為傳統鹵鍵和非傳統鹵鍵。鹵鍵的合成子在超分子化學上有著比較多的應用。

傳統鹵鍵和非傳統鹵鍵（包括雙齒鹵鍵、負電荷輔助鹵鍵、鹵原子與π電子給體之間的鹵鍵）的基本性質：
1. 雙親性是共價鹵原子所具有的獨特性質：鹵原子一方面在沿著R-X鍵軸方向顯示出親電性,另一方面在垂直於該鍵軸方向卻顯示出親核性。
2. 鹵鍵複合物中的分子間距離均小於形成鹵鍵的兩個原子的范德華半徑之和，並且鹵鍵的強度跟氫鍵相當甚至超過了氫鍵，因而鹵鍵可以看作是影響晶體中分子排布的決定性因素。理論研究發現鹵鍵關鍵點處的電子密度可以用來衡量鹵鍵的強度，並且弱的鹵鍵本質上是靜電的，而強的鹵鍵顯示出一定的共價性，這些性質和氫鍵不同。
3. 雙齒（三中心）鹵鍵在晶體組裝中扮演著比較重要的角色，利用從頭算研究對一些由含鹵分子RX和硝基甲烷CH3NO2形成的複合物進行了的研究。結果表明含氯複合物的強度非常弱，而含溴複合物的強度相對較強。同時雙齒鹵鍵中單個的分子間距離（X···O）比相應的兩中心的鹵鍵的鍵長要長很多，而強度卻要弱一些。研究顯示複合物中均存在鹵鍵關鍵點，其作用屬於閉殼型相互作用，並且鹵鍵關鍵點處的電子密度的對數與鹵鍵鍵長成很好的線性關係。
4.C-Xπ鍵（有機含鹵分子與π電子給體之間形成的非共價相互作用）在結晶工程和生物體系中佔據著很重要的地位。在所有碳鹵分子與苯的二聚體中主要形成的是C-Xπ鍵，並且這些鍵的強度非常弱，但是卻與C-Hπ鍵的強度相當。同時色散力對複合物的穩定性貢獻最大，而電荷轉移力卻起著非常小的作用。研究確定了C-Xπ鍵的存在,並且鍵關鍵點處的電子密度和電子密度的拉普拉斯量證實了C-Xπ鍵其實屬於鹵鍵範疇。
5.Xπ複合物（由同核或者異核的雙鹵分子和芳香環形成）是芳香族化合物親電鹵化的重要的反應前複合物，並且在「電子提供-接受」複合物中佔據著非常重要的地位。苯環上的取代基對Xπ相互作用的強度影響很大。給電子基團使相互作用能輕微增加，而吸電子基團卻使之減小。同時Xπ複合物的穩定性主要是由色散力引起的，除了色散力，電荷轉移作用在這些複合物形成過程中也起著比較重要的作用。對複合物進行的AIM研究確定了Xπ鍵的存在，並且鍵關鍵點處拓撲參數證明了Xπ鍵屬於鹵鍵的範疇。
6.負電荷輔助鹵鍵（溴負離子Br-和氰根離子CN-）在設計具有特殊的晶體結構和傳導性質的新材料中有著廣泛的應用。負電荷輔助鹵鍵比相應的中性鹵鍵要強的多，並且靜電力對二聚體的穩定性貢獻最大。除了靜電力，電荷轉移作用和二級軌道作用對複合物的形成也起著重要作用。
另外對複合物進行的AIM研究確定了鹵鍵的存在，並且鹵鍵關鍵點處的拓撲參數比如電子密度、電子密度的拉普拉斯量、動能電子能量密度、勢能電子能量密度等均與鹵鍵的強度高度線性相關，但是電子能量密度的值卻幾乎沒有變化。
7.由於氟原子的極化率很小而電負性卻很大，因而氟一般不能形成鹵鍵。但是氟作為電子受體的非共價相互作用在晶體結構中已經逐漸發現，這種相互作用可以成為氟鍵。氟鍵的強度與常規鹵鍵相當，並且靜電力對二聚體的穩定性貢獻最大。電荷轉移作用對複合物的形成也起著非常小作用。另外對複合物進行的AIM研究確定了氟鍵的存在，並且鍵關鍵點處的電子密度和電子密度的拉普拉斯量證實了氟鍵其實屬於鹵鍵範疇。
8.三角形的鹵素三聚體（X···X···X）合成子在晶體結構中被認為是一種常見的粘合力，對晶體的穩定性起著至關重要的作用。所有三聚體均是由3個類型II方向的X···X相互作用構成。三聚體中的Br···Br鍵是非常弱的，而I···I鍵相對要強的多。雖然所有的溴三聚體和大部分的碘三聚體沒有協同效應，但是三個碘三聚體卻顯示出很弱的協同效應。相對於單體而言，三聚體的所有振動頻率變化均很小。另外對於三聚體中的X···X鍵,靜電力起著最主要的作用。相對於溴三聚體，電荷轉移作用在碘三聚體中貢獻更大。

9.雙氫鍵

舉個例子，像下圖所示的氫化鈉中，氫離子是顯負電性的，如果這個負電性的氫和一個正電性的氫放在一起，會不會也發生向氫鍵一樣的作用呢？這樣氫和氫之間的作用確乎是存在的，這就是雙氫鍵。

雙氫鍵是氫鍵的一種，是金屬氫化物與OH或NH基團或其它含質子基團的相互作用。Brown 和 Heseltine 首先發現這一現象。他們發現在(CH3)2NHBH3的紅外光譜的3300和3210cm?1處有強烈的吸收峰。能量較高的峰對應普通的N-H鍵振動，而能量較低的峰則是N-H鍵與B-H鍵結合的結果。如果將溶液稀釋，3300 cm?1處的吸收峰會增強，而3210 cm?1處的吸收則明顯減弱，證明了這是一個分子間的相互作用。

硼烷氨的晶體檢測結果，再一次使大家的目光集中在了雙氫鍵。在這個分子中，如同 Brown 和 Hazeltine 研究的那樣，氮上的氫帶有部分正電荷，表示為Hδ+，而硼上的氫則帶有負電荷，表示為Hδ-。換句話說，該胺是一個質子酸而硼烷端則帶有一個負電荷，因此而形成的。B－H...H－N 吸引進一步的穩定了整個分子，使之為固態。與之類比的是乙烷，後者的沸點比前者低了285℃。因為在整個成鍵中用到了兩個氫原子，因此稱為雙氫鍵。

在一個氫負離子和一個質子酸的反應當中，在氫氣生成之前，可能有雙氫鍵的生成。在NaBH4·2H2O 中也能發現一個較短的雙氫鍵，其中H-H鍵長分別為1.79、1.86 和1.94 ?。

這類H－H鍵相互作用與過渡金屬配合物中的H－H鍵相互作用不同，後者有與金屬的雙氫鍵。在兩個中性的沒有成鍵的氫原子之間也可能存在假設的H－H鍵。（參見分子中的原子理論）

還有這種，由於Ir電負性小於H，故正電性的羥基氫和負電性的配體氫結合，就形成了雙氫鍵。講了這麼多稀奇古怪的分子間相互作用力，好像並沒有回答題主的問題

但是必須指出，這些分子間作用力雖然各有不同其實都是電磁相互作用，換句話說，它們的本質都是電磁力。

那我寫這個答案是為了什麼呢？(⊙o⊙)…我好像只是想給大家介紹一下這些稀奇古怪的東西而已，你們不覺得這些分子很好玩嗎？

前兩名的答案給出了非常清晰描述分間相互作用的物理圖像以及舉了很多分子鍵弱相互的例子。

接下來我想介紹可以定量地更好地描述分子間相互作用本質的一套方法。

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在量子力學中，力這個概念出現的非常少。更多用能量去定量描述體系的狀態。分子間相互作用的過程可以看成分子原子，電子結構的重新排布以期達到更小的能量（勢能+動能）的一個優化過程。接下來我們從這個角度出發來看分子間相互作用的本質。

相互作用能 $Delta E_{b}$ ，定義為超分子(supermolecule)複合物總能量與每個分塊在複合狀態結構下

能量和差值。

$Delta E_{b}=E_{super} - sum_{i=1} ^{k} E_{i}^{0}$

上式中的各個能量可以通過很多計算化學軟體計算出來，我們得到了總的相互作用能。這個能量表示了整個體系相互作用降低了多少的能量。接下來，我們分析相互作用能由哪些成分構成，這種分析方法叫做能量分解分析方法(Energy decomposition analysis)。相互作用能量會被分解成有實際物理含義的各個成分。

首先，我們計算靜電相互作用能[electrostatic (or coulombic) energy] $Delta E_{ele}$ ：

我們把整體的波函數寫成各個分塊波函數Hartree連乘積的形式。

$Theta =[Phi _{1}Phi _{2}Phi _{3} ...Phi _{n}]$

連乘積的能量減去各個分塊的能量和，得到了靜電相互作用能。

$Delta E_{ele} = langle Theta vert mathbf{hat{H}}vert Theta angle - sum_{i=1} ^{k} E_{i}^{0}$

這時候，寫成Hartree連乘積，分塊與分塊波函數之間不滿足反對稱的要求。會低估能量，低估這一部分能量叫做Pauli排斥能(Pauli exclusion energy) $Delta E_{ex}$ 。

$Delta E_{ex} = E(Psi ^{BLW0})-langle Theta vert mathbf{hat{H}}vert Theta angle$

$Psi ^{BLW0}$ 為各個分塊波函數寫成Slate行列式形式，滿足反對稱的乘積形式。

$Psi ^{BLW0}=mathbf{Hat{A} }[Phi _{1}Phi _{2}Phi _{3}...Phi _{n}]$

上述兩項能量靜電相互作用能 $Delta E_{ele}$ 與Pauli排斥能(Pauli exclusion energy) $Delta E_{ex}$ 統稱為海特勒-倫敦能(Heitler-London Energy)

$Delta E_{HL}=Delta E_{ele}+Delta E_{ex}=E(Psi ^{BLW0}) - sum_{i=1} ^{k} E_{i}^{0}$

注意，以上所提及的波函數並未進行優化，也就是說，電子沒有進行重新分布。我們在保持分塊(組織電子在分塊間轉移)的情況下優化各個分塊內的波函數。會帶來能量的進一步下降，這部分能量我們稱之為極化能(polarization energy) $Delta E_{pol}$ 。

$Delta E_{pol}=E(Psi ^{BLW}) -E(Psi ^{BLW0})$

極化能體現了電子重排所帶來的能量降低值。

最後我們徹底地打開分塊對整體的電子排布進行優化。電子可以在分塊內部進行轉移，這部分的能量降低值稱為電子轉移能(charge transfer energy) $Delta E_{CT}$ 。

$Delta E_{CT}=E( Psi )-E(Psi ^{BLW})$

上述的電子排布優化都是基於自洽場迭代(SCF)完成，也就是說只是一階微擾，不包含靜態相關。色散能(dispersion energy) $Delta E_{dis}$ 可以理解為後自洽場方法計算的能力減去自洽場計算能量的差值。

這樣我們完整地把相互作用的各個成分都理順了。

$Delta E_{b}=E_{super} - sum_{i=1} ^{k} E_{i}^{0} =Delta E_{HL}+Delta E_{pol}+Delta E_{CT}+Delta E_{disp}$

如果考慮原子位置的移動，可以加上重構能(deformation energy) $Delta E_{def}$

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總結一下，我們把相互作用能分解成了靜電相互作用能[electrostatic (or coulombic) energy] $Delta E_{ele}$ 、Pauli排斥能(Pauli exclusion energy) $Delta E_{ex}$ 、極化能(polarization energy) $Delta E_{pol}$ 、電子轉移能(charge transfer energy) $Delta E_{CT}$ 以及 色散能(dispersion energy) $Delta E_{dis}$ 。這五項能量均可以通過量子化學計算得到，這樣我就可以分析某一種相互作用中那一種相互作用佔主要。

比如， $pi$ - $pi$ 相互作用是色散能佔主導，陰離子- $pi$ 相互作用是靜電相互作用不斷增強的產物，但色散能還是佔主導。鹵鍵是電子轉移能佔主導。所以不管是誰提出何種稀奇古怪的相互作用，我們可以用能量分解分析的手段告訴他，這並不稀奇，其實道理是這樣的。

這是了解分子間相互作用本質很好的方法。

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關於能量分解分析：

上文介紹的只是能量分解分析中的一種方法，叫做BLW-EDA(block-localized wavefunction energy decomposition analysis)方法。由高加力、莫亦榮等人發展。

(想了解詳情請參考:Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 6760–6775 6761)。

還有一派基於微擾理論發展而來的能量分解分析方法。如著名的SAPT(Symmetry-Adapted Perturbation Theory)。

從我上述的講述中可以發現，我是邊計算邊定義，為了迎合計算的需要而進行的定義。這樣的定義會引發各種樣的爭論，也誕生了其他一些基於超分子方法的能量分解分析方法。

SAPT方法號稱有非常清晰的物理意義。這一類的能量分解分析就像彭笑剛老師說的那樣，相互作用離不開微擾。完全從微擾出發來分析相互作用。本人不了解此方法的細節，希望看到這方面的講解。

「本質」是個定義不清楚的詞，此類問題容易引起過於寬泛的討論。

這裡是從結果影響來定義分子間作用力的，通俗點就是分子感受到對方對自家電子云影響越大，分子間作用力就越大，但是只是影響，不是佔有或者給予。

比如氣體和晶體的分子間相互作用力相差很大，氣體分子比較自由，有平動、轉動、內旋轉運動，總是傾向於充滿整個容器，使得平動熵最大；晶體分子利用強的作用力提高環境熵。

圖來自彭彭^彭笑剛的《物理化學講義》感覺彭彭的精髓我都沒有講到，他講分子間作用力視角很獨特的，書上這塊內容也是常改常新，有興趣的歡迎找來看看。

電子分布幾率密度

生活中除了引力之外絕大多數所見到的力本質都是電磁力。沒記錯的話四種基本力引力，電磁力，弱力，強力。後兩者力程極短，核反應時才會涉及他們。

如有錯誤還請指出。

電磁力

樓上的很多朋友說取向力，誘導力，色散力，氫鍵等等，其實那都是化學中細分的名稱。要說分子間作用力的本質是什麼，那就是電磁力。目前人們已知的力只有四種：強力，電磁力，弱力，引力。化學上涉及的基本都是電磁力。

強相互作用力存在於原子核內部，弱相互作用力發生在原子核衰變時候，而引力一般存在於大質量天體之間的相互作用，在分子及以下領域的影響微乎其微。so，用排除法得出結論，電磁力。

分子間的作用力:不同元素各不相同，有所謂的弱力,強力，電磁力，還有各種引力，磨擦力，結構力，……（人類最易理解的各種宏觀理現象中去找相同答案）。

分子間作用力的本質，相鄰分子在被彎曲的時空中"位"能平衡的結果。

如同問引力的本質是什麼！倘若這個問題有人能給出正確答案，世界立馬會有翻天覆地的變化

我們文科生覺的就是「惺惺相惜」

本質就是電磁相互作用。

在這種情況下引力的大小可忽略不計。

萬有引力

化學本質上就是物理。化學沒有獨立理論，只有物理有。化學實驗是藝術不是科學。

大學無機化學上冊，武漢大學編