Лондонските дисперсионни сили, наречени на немско-американския физик Фриц Лондон, са една от трите междумолекулни сили на Ван дер Ваалс, които държат молекули заедно. Те са най-слабите от междумолекулните сили, но се засилват, когато атомите в източника на силите нарастват. Докато другите сили на Ван дер Ваалс зависят от електростатичното привличане, включващо полярно заредени молекули, дисперсионните сили в Лондон присъстват дори в материали, съставени от неутрални молекули.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Лондонските дисперсионни сили са междумолекулни сили на привличане, които държат молекулите заедно. Те са една от трите сили на Ван дер Ваалс, но са единствената сила, присъстваща в материали, които нямат полярни диполни молекули. Те са най-слабите от междумолекулните сили, но стават по-силни с размера на атомите в молекулата се увеличава и те играят роля във физическите характеристики на материалите с тежки атоми.
Сили на Ван дер Ваалс
Трите междумолекулни сили, описани за пръв път от холандския физик Йоханес Дидерик Ван дер Ваалс, са дипол-диполни сили, индуцирани от дипол диполни сили и дисперсионни сили в Лондон. Дипол-диполните сили, включващи водороден атом в молекулата, са изключително силни и получените връзки се наричат водородни връзки. Силите на Ван дер Ваалс помагат на материите да получат физическите им характеристики, като влияят върху взаимодействието на молекулите на материала и колко силно се държат заедно.
Междумолекулните връзки, включващи диполни сили, се основават на електростатично привличане между заредени молекули. Диполните молекули имат положителен и отрицателен заряд в противоположните краища на молекулата. Положителният край на една молекула може да привлече отрицателния край на друга молекула, за да образува дипол-диполна връзка.
Когато в материала в допълнение към диполните молекули присъстват и неутрални молекули, зарядите на диполните молекули предизвикват заряд в неутралните молекули. Например, ако отрицателно зареденият край на диполната молекула се доближи до неутрална молекула, отрицателният заряд отблъсква електроните, принуждавайки ги да се събират от другата страна на неутралата молекула. В резултат на това страната на неутралната молекула близо до дипола развива положителен заряд и се привлича към дипола. Получените връзки се наричат индуцирани от дипол диполни връзки.
Лондонските дисперсионни сили не изискват полярна диполна молекула да присъства и да действа във всички материали, но те обикновено са изключително слаби. Силата е по-силна за по-големи и по-тежки атоми с много електрони, отколкото за малки атоми и може да допринесе за физическите характеристики на материала.
Подробности за дисперсионните сили в Лондон
Лондонската дисперсионна сила се определя като слаба сила на привличане поради временното образуване на диполи в две съседни неутрални молекули. Получените междумолекулни връзки също са временни, но те се образуват и изчезват непрекъснато, което води до цялостен ефект на свързване.
Временните диполи се образуват, когато електроните на неутрална молекула случайно се съберат от едната страна на молекулата. Сега молекулата е временен дипол и може или да индуцира друг временен дипол в съседна молекула, или да бъде привлечена от друга молекула, която сама е образувала временен дипол.
Когато молекулите са големи с много електрони, вероятността електроните да образуват неравномерно разпределение се увеличава. Електроните са по-далеч от ядрото и се държат свободно. Те са по-склонни временно да се съберат от едната страна на молекулата и когато се образува временен дипол, електроните на съседните молекули са по-склонни да образуват индуциран дипол.
В материалите с диполни молекули останалите сили на Ван дер Ваалс доминират, но за направените материали изцяло от неутрални молекули, дисперсионните сили в Лондон са единствената активна междумолекулна сили. Примери за материали, съставени от неутрални молекули, включват благородните газове като неон, аргон и ксенон. Лондонските дисперсионни сили са отговорни за газовете, кондензиращи се в течности, защото никоя друга сила не задържа молекулите на газа заедно. Най-леките благородни газове, като хелий и неон, имат изключително ниски точки на кипене, тъй като дисперсионните сили в Лондон са слаби. Големите, тежки атоми като ксенон имат по-висока точка на кипене, тъй като дисперсионните сили в Лондон са по-силни за големите атоми и те придърпват атомите, за да образуват течност при по-високи температура. Въпреки че обикновено са сравнително слаби, дисперсионните сили в Лондон могат да променят физическото поведение на такива материали.