Fritz London német-amerikai fizikusról elnevezett londoni diszperziós erők egyike a három molekulának összetartó Van der Waals molekuláris erőnek. Ezek a leggyengébbek az intermolekuláris erők közül, de erősödnek, amikor az erők forrásánál levő atomok mérete megnő. Míg a többi Van der Waals-erő a polárisan töltött molekulákat érintő elektrosztatikus vonzerőtől függ, a londoni diszperziós erők még a semleges molekulákból álló anyagokban is jelen vannak.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A londoni diszperziós erők molekulák közötti vonzerők, amelyek összetartják a molekulákat. A három Van der Waals-erő egyike, de az egyetlen olyan erő, amely jelen van azokban az anyagokban, amelyek nem rendelkeznek poláris dipólmolekulákkal. Ezek a leggyengébbek az intermolekuláris erők közül, de erősebbé válnak, ha az atomok mérete a molekula növekszik, és szerepet játszanak a nehéz fizikai anyagokban atomok.
Van der Waals erői
Johannes Diderik Van der Waals holland fizikus által először leírt három intermolekuláris erő a dipól-dipólus erők, a dipól által kiváltott dipólusok és a londoni diszperziós erők. A molekulában hidrogénatomot érintő dipól-dipól erők kivételesen erősek, és az így létrejövő kötéseket hidrogénkötéseknek nevezzük. A Van der Waals-erők hozzájárulnak az anyagok fizikai jellemzőinek megadásához, befolyásolva, hogy az anyag molekulái hogyan hatnak egymásra, és milyen erősen tartják őket össze.
A dipól erőket magukban foglaló intermolekuláris kötések mind a töltött molekulák közötti elektrosztatikus vonzáson alapulnak. A dipólmolekulák pozitív és negatív töltéssel rendelkeznek a molekula ellentétes végein. Az egyik molekula pozitív vége vonzza egy másik molekula negatív végét, hogy dipól-dipól kötést képezzen.
Ha az anyagban a dipólmolekulák mellett semleges molekulák vannak jelen, a dipólmolekulák töltése töltést indukál a semleges molekulákban. Például, ha egy dipól molekula negatív töltésű vége közel esik egy semleges molekulához, a negatív töltés taszítja az elektronokat, arra kényszerítve őket, hogy összegyűljenek a semleges túlsó oldalán molekula. Ennek eredményeként a semleges molekula dipolához közeli oldalán pozitív töltés alakul ki, és vonzza a dipól. Az így létrejövő kötéseket dipól-indukált dipólus-kötéseknek hívjuk.
A londoni diszperziós erők nem igénylik, hogy a poláris dipólmolekula jelen legyen és minden anyagban hatjon, de általában rendkívül gyengék. Az erő erősebb a nagyobb és nehezebb, sok elektronú atomoknál, mint a kis atomoknál, és hozzájárulhat az anyag fizikai jellemzőihez.
A londoni diszperziós erők részletei
A londoni diszperziós erőt a szomszédos két szomszédos molekula dipólusainak átmeneti képződése miatt gyenge vonzó erőnek nevezzük. Az így létrejövő intermolekuláris kötések szintén átmeneti jellegűek, de folyamatosan képződnek és eltűnnek, ami összkötő hatást eredményez.
Az ideiglenes dipólusok akkor jönnek létre, amikor egy semleges molekula elektronjai véletlenül összegyűlnek a molekula egyik oldalán. A molekula ma már ideiglenes dipólus, és vagy egy másik átmeneti dipolt indukálhat a szomszédos molekulában, vagy vonzódhat egy másik molekulához, amely önmagában ideiglenes dipólust alkotott.
Ha a molekulák nagyok, sok elektron van, akkor annak valószínűsége nő, hogy az elektronok egyenetlen eloszlást képeznek. Az elektronok távolabb vannak a magtól, és lazán tartják őket. Valószínűbb, hogy átmenetileg a molekula egyik oldalán gyűlnek össze, és amikor ideiglenes dipólus képződik, a szomszédos molekulák elektronjai nagyobb valószínűséggel alkotnak indukált dipolt.
A dipólmolekulájú anyagokban a többi Van der Waals-erő dominál, de az elkészített anyagok esetében teljesen semleges molekuláktól függetlenül a londoni diszperziós erők az egyetlen aktív intermolekuláris elemek erők. Semleges molekulákból álló anyagok példái közé tartoznak a nemesgázok, például a neon, az argon és a xenon. A londoni diszperziós erők felelősek a folyadékká kondenzálódó gázokért, mert más erő nem tartja össze a gázmolekulákat. A legkönnyebb nemesgázok, például a hélium és a neon forráspontja rendkívül alacsony, mert a londoni diszperziós erők gyengék. A nagy, nehéz atomok, például a xenon forráspontja magasabb, mert a londoni diszperziós erők nagyobb atomoknál erősebbek, és az atomokat összekötve folyadékot képeznek egy magasabb szinten hőfok. Bár általában viszonylag gyenge, a londoni diszperziós erők változást hozhatnak az ilyen anyagok fizikai viselkedésében.