范德华简介简历(个人资料介绍)

约翰内斯・迪德里克・范・德・瓦耳斯,通译范德华,Johannes Diderik van der Waals,1837年-1923年),荷兰物理学家,曾任阿姆斯特丹大学教授。对气体和液体的状态方程所作的工作。获得1910年诺贝尔物理学奖。化学中有以他名字命名的范德华力。, 范德华 - 人物简介

1877―1907年任阿姆斯特丹大学教授。1910年因研究气态和液态方程获诺贝尔物理学奖。原子间和分子间的吸引力被命名为范德华力。1873年他最先假设了这种力,以研究关于真实气体的理论。

青年时代家境贫寒,无力入学读书。在工作之余,刻若钻研,自学成才,1873年他的论文“论液态和气态的连续性”引起了学术界的关注。并获得了莱顿大学的博士学位。经过研究,他认识到如果假定气体分子不占有体积,而且分子之间不存在引力,则可从气体分子运动论得出理想气体的状态方程,但是,这两项假定不符合事实。1881年,他给这个方程引入两个参量,分别表示分子的大小和引力,得出一个更准确的方程即范德华方程。他还研究了毛细作用,对附着力进行了计算。他在研究物质三态(气、液、固)相互转化的条件时,推导出临界点的计算公式,计算结果与实验结果相符。

范德华 - 科学贡献

以题为《论气态和液态的连续性》的论文获得了博士学位。在这篇论文中,他提出了自己的连续性思想。他认为,尽管人们在确定压强时除了考虑分子的运动外,还要考虑其他因素,但是在物质的气态和液态之间并没有本质区别,需要考虑的一个重要因素是分子之间的吸引力和这些分子所占的体积,而这两点在理想气体中都被忽略了。从以上考虑出发,他得出了非理想气体的状态方程,即著名的范德瓦耳斯方程:(P+a/V2)(V-b)=RT;其中,P、V和T分别代表气体的压强、体积和温度,R是气体常数,a代表分子之间的相互吸引,b为分子的体积,且a,b对于不同的气体有不同的值。 相对于其他实验工作者提出的模型和状态方程,范德瓦耳斯方程是最有用的,受到了广泛的重视和应用。首先,它比较简单,突出了决定流动性的分子的特征;其次,它又能指出气体有三相点,且能与在临界温度下可液化等性质相符合。当时的实验发现,如果某一种气体的温度不在临界值之下,那么它是不能只通过改变压强来液化的。从范德瓦耳斯方程出发,临界温度,临界体积,临界压强都可用a,b表示出来,且与实验结果完全相符。 1880年,范德瓦耳斯还发现了对应定律。该理论预言了气体液化所必需的条件,对所谓“永久”气体的液化具有重要的指导作用。  

范德华 - 范德华半径

非金属元素有一种半径,叫范氏半径。例如,在CdCl2晶体里,测得在不同的“分子”(实际是层状的大分子)里Cl与Cl间的核间距为:d(Cl-Cl)=0.376nm. 取其值的一半定为氯原子的范氏半径,即:r范=1/2(0.376nm)=0.188nm. 对非金属元素,总有r范>r共,从上图可以清楚地看出这一关系。图中表示出2个Cl2,在同一个Cl2里,2个Cl核间距的一半是共价半径r共;在不同的2个Cl2间,2个Cl的核间距的一半是范氏半径r范。显而易见,r范>r共. 一般来说,对于金属元素,只有共价半径和金属半径;而非金属元素(稀有气体除外)有共价半径和范氏半径;稀有气体元素只有范氏半径。高中教材上原子半径全部用的是共价半径,所以稀有气体元素的半径与同周期其它元素没有可比性。 

范德华 - 范德华力

分子间作用力又被称为范德华力,按其实质来说是一种电性的吸引力。分子间作用力可以分为以下三种力:取向力、诱导力、色散力。

取向力取向力发生在极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电性分布不均匀,一端带正电,一端带负电,形成偶极。因此,当两个极性分子相互接近时,由于它们偶极的同极相斥,异极相吸,两个分子必将发生相对转动。这种偶极子的互相转动,就使偶极子的相反的极相对,叫做“取向”。这时由于相反的极相距较近,同极相距较远,结果引力大于斥力,两个分子靠近,当接近到一定距离之后,斥力与引力达到相对平衡。这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力,叫做取向力。取向力的大小与偶极距的平方成正比。极性分子的偶极矩越大,取向力越大;温度越高,取向力越小。 诱导力 在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存在诱导力。 在极性分子和非极性分子之间,由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响,使非极性分子电子云变形(即电子云被吸向极性分子偶极的正电的一极),结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移,本来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的,相对位移后就不再重合,使非极性分子产生了偶极。这种电荷重心的相对位移叫做“变形”,因变形而产生的偶极,叫做诱导偶极,以区别于极性分子中原有的固有偶极。诱导偶极和固有偶极就相互吸引,这种由于诱导偶极而产生的作用力,叫做诱导力。 同样,在极性分子和极性分子之间,除了取向力外,由于极性分子的相互影响,每个分子也会发生变形,产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大,既具有取向力又具有诱导力。在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力。 诱导力的大小与非极性分子极化率和极性分子偶极距的乘积成正比。 色散力 非极性分子之间也有相互作用。粗略来看,非极性分子不具有偶极,它们之间似乎不会产生引力,然而事实上却非如此。例如,某些由非极性分子组成的物质,如苯在室温下是液体,碘、萘是固体;又如在低温下,N2、O2、H2和稀有气体等都能凝结为液体甚至固体。这些都说明非极性分子之间也存在着分子间的引力。当非极性分子相互接近时,由于每个分子的电子不断运动和原子核的不断振动,经常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移,也即正、负电荷重心发生了瞬时的不重合,从而产生瞬时偶极。而这种瞬时偶极又会诱导邻近分子也产生和它相吸引的瞬时偶极。虽然,瞬时偶极存在时间极短,但上述情况在不断重复着,使得分子间始终存在着引力,这种力可从量子力学理论计算出来,而其计算公式与光色散公式相似,因此,把这种力叫做色散力。 一般来说,分子量越大,分子内所含的电子数越多,分子的变形性越大,色散力越大。

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