लंदन फैलाव बल क्या हैं?

जर्मन-अमेरिकी भौतिक विज्ञानी फ्रिट्ज लंदन के नाम पर लंदन फैलाव बल, अणुओं को एक साथ रखने वाले तीन वैन डेर वाल्स इंटरमॉलिक्युलर बलों में से एक हैं। वे अंतर-आणविक बलों में सबसे कमजोर हैं, लेकिन जैसे-जैसे बलों के स्रोत पर परमाणु आकार में बढ़ते हैं, वे मजबूत होते जाते हैं। जबकि अन्य वैन डेर वाल्स बल ध्रुवीय-आवेशित अणुओं से जुड़े इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण पर निर्भर करते हैं, लंदन फैलाव बल तटस्थ अणुओं से बनी सामग्री में भी मौजूद होते हैं।

टीएल; डीआर (बहुत लंबा; पढ़ा नहीं)

लंदन फैलाव बल अणुओं को एक साथ रखने वाले आकर्षण के अंतर-आणविक बल हैं। वे तीन वैन डेर वाल्स बलों में से एक हैं, लेकिन उन सामग्रियों में मौजूद एकमात्र बल हैं जिनमें ध्रुवीय द्विध्रुवीय अणु नहीं होते हैं। वे अंतर-आणविक बलों में सबसे कमजोर हैं लेकिन परमाणुओं के आकार के रूप में मजबूत हो जाते हैं a अणु बढ़ता है, और वे भारी सामग्री की भौतिक विशेषताओं में भूमिका निभाते हैं परमाणु।

पहले डच भौतिक विज्ञानी जोहान्स डिडेरिक वान डेर वाल्स द्वारा वर्णित तीन अंतर-आणविक बल द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय बल, द्विध्रुवीय-प्रेरित द्विध्रुवीय बल और लंदन फैलाव बल हैं। अणु में हाइड्रोजन परमाणु को शामिल करने वाले द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय बल असाधारण रूप से मजबूत होते हैं, और परिणामी बंधन हाइड्रोजन बांड कहलाते हैं। वैन डेर वाल्स बल सामग्री को उनकी भौतिक विशेषताओं को प्रभावित करने में मदद करते हैं कि सामग्री के अणु कैसे बातचीत करते हैं और वे कितनी मजबूती से एक साथ रहते हैं।

द्विध्रुवीय बलों से जुड़े अंतर-आणविक बंधन सभी आवेशित अणुओं के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण पर आधारित होते हैं। अणु के विपरीत सिरों पर द्विध्रुवीय अणुओं का धनात्मक और ऋणात्मक आवेश होता है। एक अणु का धनात्मक सिरा दूसरे अणु के ऋणात्मक सिरे को आकर्षित करके द्विध्रुव-द्विध्रुवीय आबंध बनाता है।

जब पदार्थ में द्विध्रुवीय अणुओं के अलावा तटस्थ अणु मौजूद होते हैं, तो द्विध्रुवीय अणुओं के आवेश तटस्थ अणुओं में आवेश उत्पन्न करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि किसी द्विध्रुव अणु का ऋणावेशित सिरा किसी उदासीन अणु के निकट आता है, ऋणात्मक आवेश इलेक्ट्रॉनों को प्रतिकर्षित करता है, उन्हें तटस्थ के दूर की ओर इकट्ठा होने के लिए मजबूर करता है अणु नतीजतन, द्विध्रुवीय के करीब तटस्थ अणु का पक्ष एक सकारात्मक चार्ज विकसित करता है और द्विध्रुवीय की ओर आकर्षित होता है। परिणामी बंधों को द्विध्रुव-प्रेरित द्विध्रुव बंध कहा जाता है।

लंदन फैलाव बलों को सभी सामग्रियों में मौजूद होने और कार्य करने के लिए एक ध्रुवीय द्विध्रुवीय अणु की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन वे आमतौर पर अत्यधिक कमजोर होते हैं। बल छोटे परमाणुओं की तुलना में कई इलेक्ट्रॉनों वाले बड़े और भारी परमाणुओं के लिए अधिक मजबूत होता है, और यह सामग्री की भौतिक विशेषताओं में योगदान कर सकता है।

लंदन के फैलाव बल को दो आसन्न तटस्थ अणुओं में द्विध्रुव के अस्थायी गठन के कारण कमजोर आकर्षक बल के रूप में परिभाषित किया गया है। परिणामी इंटरमॉलिक्युलर बॉन्ड भी अस्थायी होते हैं, लेकिन वे लगातार बनते और गायब होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक समग्र बॉन्डिंग प्रभाव होता है।

अस्थायी द्विध्रुव तब बनते हैं जब एक तटस्थ अणु के इलेक्ट्रॉन संयोग से अणु के एक तरफ इकट्ठा होते हैं। अणु अब एक अस्थायी द्विध्रुवीय है और या तो आसन्न अणु में एक और अस्थायी द्विध्रुव को प्रेरित कर सकता है या किसी अन्य अणु के प्रति आकर्षित हो सकता है जिसने अपने आप एक अस्थायी द्विध्रुव का निर्माण किया है।

जब अणु कई इलेक्ट्रॉनों के साथ बड़े होते हैं, तो इलेक्ट्रॉनों के असमान वितरण की संभावना बढ़ जाती है। इलेक्ट्रॉन नाभिक से बहुत दूर होते हैं और शिथिल होते हैं। वे अस्थायी रूप से अणु के एक तरफ इकट्ठा होने की अधिक संभावना रखते हैं, और जब एक अस्थायी द्विध्रुवीय बनता है, तो आसन्न अणुओं के इलेक्ट्रॉनों के प्रेरित द्विध्रुवीय बनाने की अधिक संभावना होती है।

द्विध्रुवीय अणुओं वाली सामग्री में, अन्य वैन डेर वाल्स बल हावी होते हैं, लेकिन निर्मित सामग्री के लिए पूरी तरह से तटस्थ अणुओं के ऊपर, लंदन फैलाव बल एकमात्र सक्रिय अंतर-आणविक हैं ताकतों। तटस्थ अणुओं से बने पदार्थों के उदाहरणों में नियॉन, आर्गन और क्सीनन जैसी महान गैसें शामिल हैं। तरल पदार्थ में संघनित गैसों के लिए लंदन फैलाव बल जिम्मेदार हैं क्योंकि कोई अन्य बल गैस के अणुओं को एक साथ नहीं रखता है। हीलियम और नियॉन जैसी सबसे हल्की उत्कृष्ट गैसों का क्वथनांक बहुत कम होता है क्योंकि लंदन के फैलाव बल कमजोर होते हैं। क्सीनन जैसे बड़े, भारी परमाणुओं का क्वथनांक अधिक होता है क्योंकि लंदन के फैलाव बल बड़े परमाणुओं के लिए मजबूत होते हैं, और वे परमाणुओं को एक साथ खींचकर एक उच्च स्तर पर तरल बनाते हैं तापमान। हालांकि आमतौर पर तुलनात्मक रूप से कमजोर, लंदन फैलाव बल ऐसी सामग्रियों के भौतिक व्यवहार में अंतर ला सकते हैं।