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ファンデルワールス分子は、ファンデルワールス力や水素結合などの分子間引力によって結合した原子または分子の弱い結合複合体です。[ 1 ] この名称は、1970年代初頭に分子ビームマイクロ波分光法で安定な分子クラスターが定期的に観測されたことに由来します。
よく研究されているファンデルワールス分子の例としては、Ar 2、H 2 -Ar、H 2 O-Ar、ベンゼン-Ar、(H 2 O) 2、および (HF) 2がある。その他には、最大の二原子分子であるHe 2やLiHe などがある。[ 2 ] [ 3 ]
注目すべき例として、He-HCN複合体が挙げられる。この複合体は、その大きな振幅の運動と、角度運動と半径方向運動を分離する際の断熱近似の適用可能性について研究されている。研究により、このような「柔軟な」系においても、断熱近似を効果的に利用することで量子力学的解析を簡略化できることが示されている。
（超音速）分子ビームでは、温度は非常に低い（通常5 K未満）。このような低温では、ファンデルワールス（vdW）分子は安定しており、マイクロ波、遠赤外分光法、その他の分光法によって調べることができる。[ 4 ] また、低温平衡ガスでも、vdW分子は生成されるが、その濃度は小さく、温度に依存する。vdW分子の回転および振動遷移は、主にUVおよびIR分光法によってガス中で観測されている。
ファンデルワールス分子は通常非常に非剛体であり、低いエネルギー障壁によって隔てられた多くの異なるバージョンが存在するため、トンネル障壁の比較的大きなレベル分裂が遠赤外領域で観測されます。 [ 5 ]この遠赤外スペクトル領域では、これらの弱く相互作用する部分の非常に多数の分子間振動、回転、およびトンネル運動の多くが分解できます。このようなファンデルワールス分子の振動回転トンネル（「VRT」）分光学的研究は、分子間力 を理解するための最も直接的な方法の1つです。[ 6 ]
ヘリウムを含むファンデルワールス複合体の研究では、角度運動と半径方向運動を分離するために断熱近似またはボルン・オッペンハイマー近似が採用されています。弱い相互作用によって大きな振幅の運動が生じるという課題があるにもかかわらず、この近似は依然として有効であり、極低温ヘリウム液滴内の分子回転の拡散モンテカルロ研究のためのより高速な計算方法を提供することが研究によって示されています。これらの複合体、特にヘリウムを含む複合体の非剛体性は、従来の量子力学的アプローチを複雑にします。しかし、最近の研究では、このような「柔軟な」システムであっても、異なるタイプの分子運動を分離するために断熱近似を使用することが検証されています。