分子间作用力与物质状态的关系
在室温下，CCl₄（四氯化碳）呈液态，而CH₄（甲烷）、CF₄（四氟化甲烷）为气态，CI₄（四碘化甲烷）为固态，这一现象主要取决于它们分子间作用力的强弱。这些分子均为正四面体结构的非极性分子，因此决定其物理状态的关键因素是范德华力中的色散力（又称伦敦力）。色散力的大小与分子的摩尔质量以及电子云的变形性密切相关：分子量越大，电子数越多，电子云越容易在外界影响下发生瞬时极化，从而产生更强的瞬时偶极-诱导偶极相互作用。
从CH₄到CI₄：分子量与作用力的递增
甲烷（CH₄）分子量最小（16 g/mol），其分子间色散力非常微弱，室温下分子的热运动足以克服这种微弱的吸引力，因此呈现气态。CF₄（分子量88 g/mol）虽然氟原子电负性强，但分子对称且非极性，其色散力比CH₄强，但仍不足以在室温下凝聚，故仍为气态。CCl₄（分子量154 g/mol）的分子量显著增大，色散力增强到足以使分子在室温下相互吸引并保持液态。而CI₄（分子量520 g/mol）拥有巨大的碘原子，电子云极易变形，分子间色散力极强，使得分子被紧密束缚在晶格位置，因此在室温下呈现固态。
结论：结构相似性与物态规律
综上所述，对于结构相似的非极性分子（CX₄系列），其熔沸点随分子量增大而升高是一个经典规律。从气态的CH₄、CF₄，到液态的CCl₄，再到固态的CI₄，直观地展示了分子间色散力如何随着原子序数增加而增强，并最终主导了物质在常温常压下的聚集状态。这一系列变化是分子结构与宏观性质相关联的生动例证。
