Quali sono le cause delle forze di dispersione?

Consideriamo un bicchiere pieno di molecole allo stato liquido. Può sembrare calmo all'esterno, ma se potessi vedere i minuscoli elettroni che si muovono all'interno del becher, allora le forze di dispersione sarebbero ovvie. Chiamate anche forze di dispersione di Londra, da Fritz London, sono forze attrattive elettrostatiche tra gli elettroni. Ogni molecola mostra un certo grado di queste forze.

TL; DR (troppo lungo; non ho letto)

L'attrazione tra molecole vicine provoca forze di dispersione. La nuvola di elettroni di una molecola viene attratta dal nucleo di un'altra molecola, quindi la distribuzione degli elettroni cambia e crea un dipolo temporaneo.

L'attrazione tra le molecole rientra nella categoria delle forze di Van der Waals. I due tipi di forze di Van der Waals sono le forze di dispersione e le forze dipolo-dipolo. Le forze di dispersione sono deboli, mentre le forze dipolo-dipolo sono più forti.

Gli elettroni che orbitano attorno alle molecole possono muoversi e avere diverse distribuzioni di carica nel tempo. Un'estremità della molecola può essere positiva mentre l'altra estremità può essere negativa. Un dipolo temporaneo esiste quando si hanno due cariche opposte vicine l'una all'altra. Quando una molecola entra in contatto con un'altra, può esserne attratta. Gli elettroni della prima molecola possono sentire un'attrazione verso la carica positiva della seconda molecola, quindi le forze di dispersione sono in azione. Tuttavia, l'attrazione è debole.

Guardando sostanze come il bromo (Br₂) o dicloro (Cl₂) rivela forze di dispersione. Un altro esempio comune è il metano (CH₄). Le uniche forze nel metano sono le forze di dispersione perché non ci sono dipoli permanenti. Le forze di dispersione aiutano le molecole non polari a trasformarsi in liquidi o solidi perché attraggono le particelle.

Quando le molecole polari si uniscono, compaiono le forze dipolo-dipolo. Simile alle forze di dispersione, gli opposti si attraggono di nuovo. Due molecole si attraggono l'una con l'altra perché hanno dipoli permanenti. Le interazioni elettrostatiche avvengono tra questi dipoli. Le molecole possono allinearsi con le estremità positive attratte da quelle negative. Le forze dipolo-dipolo sono più forti delle forze di dispersione.

Il modo principale per determinare le forze dipolo-dipolo è osservare le molecole e controllare la polarità. Puoi esaminare la differenza di elettronegatività tra gli atomi per vedere se sono polari. L'elettronegatività mostra la capacità degli atomi di attrarre gli elettroni. In generale, se questa differenza cade tra 0,4 e 1,7 sulla scala dell'elettronegatività, c'è polarità e una forte possibilità che esistano forze dipolo-dipolo.