ما هي قوى تشتت لندن؟

تُعد قوى التشتت في لندن ، التي سميت على اسم الفيزيائي الألماني الأمريكي فريتز لندن ، واحدة من ثلاث قوى بين جزيئات فان دير فال التي تربط الجزيئات ببعضها البعض. إنها أضعف القوى بين الجزيئات ولكنها تقوى مع زيادة حجم الذرات عند مصدر القوى. بينما تعتمد قوى فان دير فال الأخرى على التجاذب الكهروستاتيكي الذي يتضمن الجزيئات المشحونة بالقطب ، فإن قوى تشتت لندن موجودة حتى في المواد المكونة من جزيئات محايدة.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

قوى تشتت لندن هي قوى جذب بين الجزيئات تربط الجزيئات ببعضها البعض. إنها واحدة من ثلاث قوى لـ Van der Waals ولكنها القوة الوحيدة الموجودة في المواد التي لا تحتوي على جزيئات قطبية ثنائية القطب. إنها أضعف القوى بين الجزيئات ولكنها تصبح أقوى مثل حجم الذرات في a يزيد الجزيء ، ويلعبون دورًا في الخصائص الفيزيائية للمواد الثقيلة ذرات.

القوى الثلاث بين الجزيئية التي وصفها الفيزيائي الهولندي يوهانس ديديريك فان دير فالس هي قوى ثنائية القطب وقوى ثنائية القطب التي يسببها ثنائي القطب وقوى تشتت لندن. تكون قوى ثنائي القطب التي تتضمن ذرة هيدروجين في الجزيء قوية بشكل استثنائي ، وتسمى الروابط الناتجة روابط هيدروجينية. تساعد قوى Van der Waals في إعطاء المواد خصائصها الفيزيائية من خلال التأثير على كيفية تفاعل جزيئات المادة ومدى قوة تماسكها معًا.

تعتمد جميع الروابط بين الجزيئات التي تنطوي على قوى ثنائية القطب على التجاذب الكهروستاتيكي بين الجزيئات المشحونة. جزيئات ثنائي القطب لها شحنة موجبة وسالبة على طرفي نقيض للجزيء. يمكن أن تجذب النهاية الإيجابية لجزيء واحد الطرف السلبي لجزيء آخر لتكوين رابطة ثنائية القطب.

عندما توجد جزيئات محايدة في المادة بالإضافة إلى جزيئات ثنائي القطب ، فإن شحنات جزيئات ثنائي القطب تحفز شحنة في الجزيئات المحايدة. على سبيل المثال ، إذا اقتربت النهاية السالبة الشحنة لجزيء ثنائي القطب من جزيء متعادل ، تصد الشحنة السالبة الإلكترونات وتجبرها على التجمع في الجانب البعيد من المحايد مركب. نتيجة لذلك ، يطور جانب الجزيء المحايد القريب من ثنائي القطب شحنة موجبة وينجذب إلى ثنائي القطب. تسمى الروابط الناتجة روابط ثنائية القطب مستحثة ثنائي القطب.

لا تتطلب قوى تشتت لندن وجود جزيء قطبي ثنائي القطب ويعمل في جميع المواد ، لكنها عادة ما تكون ضعيفة للغاية. تكون القوة أقوى بالنسبة للذرات الأكبر والأثقل التي تحتوي على العديد من الإلكترونات مقارنة بالذرات الصغيرة ، ويمكن أن تساهم في الخصائص الفيزيائية للمادة.

تُعرَّف قوة تشتت لندن بأنها قوة جذب ضعيفة بسبب التكوين المؤقت لثنائيات الأقطاب في جزيئين محايدين متجاورين. الروابط الجزيئية الناتجة مؤقتة أيضًا ، لكنها تتشكل وتختفي باستمرار ، مما يؤدي إلى تأثير الترابط الكلي.

تتشكل ثنائيات الأقطاب المؤقتة عندما تتجمع إلكترونات الجزيء المحايد بالصدفة على جانب واحد من الجزيء. أصبح الجزيء الآن ثنائي القطب مؤقتًا ويمكنه إما أن يحفز ثنائي القطب مؤقتًا آخر في جزيء مجاور أو ينجذب إلى جزيء آخر يكون ثنائي القطب مؤقتًا من تلقاء نفسه.

عندما تكون الجزيئات كبيرة مع العديد من الإلكترونات ، تزداد احتمالية أن تشكل الإلكترونات توزيعًا غير متساوٍ. تكون الإلكترونات بعيدة عن النواة ويتم الاحتفاظ بها بشكل فضفاض. من المرجح أن تتجمع على جانب واحد من الجزيء مؤقتًا ، وعندما يتشكل ثنائي القطب مؤقت ، من المرجح أن تشكل إلكترونات الجزيئات المجاورة ثنائي القطب مستحثًا.

في المواد ذات الجزيئات ثنائية القطب ، تهيمن قوى فان دير فال الأخرى ، ولكن بالنسبة للمواد المصنوعة من الجزيئات المحايدة تمامًا ، فإن قوى تشتت لندن هي الجزيئية النشطة الوحيدة القوات. تشمل أمثلة المواد المكونة من جزيئات محايدة الغازات النبيلة مثل النيون والأرجون والزينون. قوى تشتت لندن مسؤولة عن تكثيف الغازات في سوائل لأنه لا توجد قوى أخرى تربط جزيئات الغاز ببعضها البعض. أخف الغازات النبيلة ، مثل الهيليوم والنيون ، لها نقاط غليان منخفضة للغاية لأن قوى تشتت لندن ضعيفة. تحتوي الذرات الكبيرة والثقيلة مثل الزينون على نقطة غليان أعلى بسبب قوى تشتت لندن تكون أقوى للذرات الكبيرة ، وتجمع الذرات معًا لتكوين سائل عند مستوى أعلى درجة الحرارة. على الرغم من ضعفها نسبيًا في العادة ، يمكن لقوى تشتت لندن أن تحدث فرقًا في السلوك المادي لمثل هذه المواد.