在周围的环境中，存在各种固体物质。固体物质具有一定的体积和形状，又难以压缩。加热固体物质，它们的体积常因热膨胀效应而有所增大。继续加热至固体物质熔点温度，就会熔化成为液体物质。如果继续加热液体物质，最后就会气化成气体。液体物质气化时，物质的体积将发生上百倍的膨胀。

物质由分子组成。如果把物质的上述性质与经典力学联系起来，就会得出分子间相互作用的概念。一方面，分子必须具有一个难以压缩的实心体，分子的实心体间具有强烈的排斥作用。所以，固体具有一定体积，又难以压缩。另一方面，由于分子的热运动，只有排斥作用的分子不可能凝结成液体或固体。因此，分子间必须存在相互吸引作用。He、Ne、H2等难以液化的气体，分子间的相互吸引作用微弱，只有在极低温度下才能超过热运动能，液化温度很低。相反，W、Fe、Cr、C、Si等单质，以及SiO2.BN、AI2O3等巨分子物质，分子或原子间的相互吸引作用强烈，只有在很高温度下才被热运动能所克服，液化和气化温度很高。

不失一般性，这里以单原子分子为例说明分子间相互作用及其性质。球形对称的单原子分子间的相互作用力，只与原子核间的距离r相关，可以以函数f（r）表示（图3-1）

在图3-1中，当两个分子间相距无穷远时，分子间没有相互作用，作用力为零。当它们相互靠近时，分子间产生相互吸引作用，作用力为负值。随着两个分子的不断靠近，分子间相互吸引作用不断增大。当两个分子间的距离达到r=r„时，吸引力达到最大值（负值）。两个分子继续靠近，分子间的相互吸引力开始迅速减小。最后，在r=r0这个距离，吸引力消失。这时，如果两个分子继续靠近，它们之间将相互排斥，作用力转化为正值。分子间的排斥力随分子间距离的减小而迅速增大。

换一个角度，也可以用分子间相互作用势函数表示分子间相互作用（图3-1）。势函数u(r)与分子间相互作用力函数f(r)间的关系是

两个分子间的位置关系及其作用力正负的定义如图3-2所示。分子间的相互作用力函数f(r)和势函数u(r)一一对应，有关的特征参数密切相关。例如，分子间相互作用力为零的距离对应势函数最小的距离，分子间吸引力最大的位置对应于势函数梯度最大的位置等。

势函数决定了物质的性质，是物质世界多样性的根源。相对于小分子体系的势函数，大分子体系的势函数更加复杂多样。可以认为，正是由于复杂多样的分子间的相互作用势函数，决定了胶体、高分子、生物分子以及超分子体系等复杂多样的性质。如果把这些复杂分子体系的结构单元作为整体，研究它们间的势函数，可以加深对这些复杂分子体系性质的认识。当前，超分子体系已成为现代化学研究的重要领域，通过设计超分子单元，可以控制超分子单元间的势函数，制造具有神奇性质的超分子体系。