Saksa-Ameerika füüsiku Fritz Londoni nime saanud Londoni dispersioonijõud on üks kolmest Van der Waalsi molekulidevahelistest jõududest, mis hoiavad molekule koos. Need on molekulidevahelistest jõududest kõige nõrgemad, kuid tugevnevad, kui jõudude tekkimise aatomite suurus suureneb. Kui teised Van der Waalsi jõud sõltuvad elektrolaatilisest atraktsioonist, mis hõlmab polaarselt laetud molekule, on Londoni dispersioonijõud olemas isegi neutraalsetest molekulidest koosnevates materjalides.
TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)
Londoni dispersioonijõud on molekulidevahelised tõmbejõud, mis hoiavad molekule koos. Need on üks kolmest Van der Waalsi jõust, kuid on ainus jõud, mis esineb materjalides, millel puuduvad polaarsed dipoolmolekulid. Need on molekulidevahelistest jõududest kõige nõrgemad, kuid muutuvad aatomite aatomite suuruseks tugevamaks molekul suureneb ja neil on roll raskete materjalidega füüsikalistes omadustes aatomid.
Van der Walsi väed
Kolm Hollandi füüsiku Johannes Diderik Van der Waalsi poolt kirjeldatud kolme intermolekulaarset jõudu on dipool-dipooljõud, dipoolist põhjustatud dipooljõud ja Londoni dispersioonijõud. Dipool-dipooljõud, mis hõlmavad vesinikuaatomit molekulis, on erakordselt tugevad ja tekkivaid sidemeid nimetatakse vesiniksidemeteks. Van der Waalsi jõud aitavad materjalidel anda nende füüsikalisi omadusi, mõjutades seda, kuidas materjali molekulid suhtlevad ja kui tugevalt neid koos hoitakse.
Dipooljõududega seotud molekulidevahelised sidemed põhinevad kõik elektrostaatilisel atraktsioonil laetud molekulide vahel. Dipoolmolekulidel on positiivne ja negatiivne laeng molekuli vastupidistes otstes. Ühe molekuli positiivne ots võib meelitada teise molekuli negatiivse otsa, moodustades dipool-dipoolse sideme.
Kui materjalis on lisaks dipoolmolekulidele ka neutraalseid molekule, indutseerivad dipoolmolekulide laengud neutraalsetes molekulides laengu. Näiteks kui dipoolmolekuli negatiivselt laetud ots läheneb neutraalsele molekulile, negatiivne laeng tõrjub elektronid, sundides neid kogunema neutraali kaugemale molekul. Selle tulemusena areneb neutraalse molekuli dipoolilähedane külg positiivse laengu ja tõmbub dipooli poole. Saadud sidemeid nimetatakse dipoolist põhjustatud dipoolsidemeteks.
Londoni dispersioonijõud ei nõua polaarse dipoolmolekuli olemasolu ja toimimist kõigis materjalides, kuid need on tavaliselt ülinõrgad. Jõud on suuremate ja raskemate paljude elektronidega aatomite puhul kui väikeste aatomite puhul ja see võib aidata kaasa materjali füüsikalistele omadustele.
Londoni dispersioonivägede üksikasjad
Londoni dispersioonijõud on määratletud kui nõrk atraktiivne jõud, mis on tingitud dipoolide ajutisest moodustumisest kahes külgnevas neutraalses molekulis. Saadud molekulidevahelised sidemed on samuti ajutised, kuid nad moodustuvad ja kaovad pidevalt, mille tulemuseks on üldine sidumisefekt.
Ajutised dipoolid tekivad siis, kui neutraalse molekuli elektronid kogunevad juhuslikult molekuli ühele küljele. Molekul on nüüd ajutine dipool ja võib kas indutseerida kõrvalasuvas molekulis teise ajutise dipooli või olla meelitatud teise molekuli juurde, mis on iseseisvalt moodustanud ajutise dipooli.
Kui molekulid on suured ja paljude elektronidega, suureneb tõenäosus, et elektronid moodustavad ebaühtlase jaotuse. Elektronid asuvad tuumast kaugemal ja on lõdvalt kinni. Nad kogunevad suurema tõenäosusega ajutiselt molekuli ühele küljele ja kui tekib ajutine dipool, moodustavad külgnevate molekulide elektronid suurema tõenäosusega indutseeritud dipooli.
Dipoolmolekulidega materjalides domineerivad teised Van der Waalsi jõud, kuid valmistatud materjalide puhul täielikult neutraalsetest molekulidest koosnevad, on Londoni dispersioonijõud ainsad aktiivsed molekulidevahelised jõud jõud. Neutraalsetest molekulidest koosnevate materjalide näited hõlmavad väärisgaase nagu neoon, argoon ja ksenoon. Londoni dispersioonijõud vastutavad vedelikeks kondenseeruvate gaaside eest, kuna gaasimolekule ei hoia koos teised jõud. Kergematel väärisgaasidel, nagu heelium ja neoon, on keemispunktid äärmiselt madalad, kuna Londoni dispersioonijõud on nõrgad. Suurtel rasketel aatomitel, nagu ksenoon, on keemistemperatuur kõrgem, kuna Londoni dispergeerivad jõud on suurte aatomite korral tugevamad ja nad tõmbavad aatomid kokku, moodustades kõrgemal vedeliku temperatuur. Ehkki tavaliselt on Londoni hajumisjõud suhteliselt suhteliselt nõrk, võivad selliste materjalide füüsilised käitumised muutuda.