Londonas dispersijas spēki, kas nosaukti vācu izcelsmes amerikāņu fiziķa Frica Londona vārdā, ir viens no trim Van der Vālsa starpmolekulārajiem spēkiem, kas satur molekulas kopā. Tie ir vājākie starpmolekulārajiem spēkiem, bet stiprinās, palielinoties atomiem spēku avotā. Kamēr pārējie Van der Vālsa spēki ir atkarīgi no elektrostatiskās pievilcības, kurā iesaistītas polāri uzlādētas molekulas, Londonas dispersijas spēki ir pat materiālos, kas sastāv no neitrālām molekulām.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Londonas dispersijas spēki ir starpmolekulāri pievilkšanās spēki, kas satur molekulas kopā. Tie ir viens no trim Van der Vālsa spēkiem, bet ir vienīgais spēks, kas atrodas materiālos, kuriem nav polāru dipola molekulu. Tie ir vājākie starpmolekulārajiem spēkiem, bet kļūst stiprāki, jo a molekula palielinās, un tām ir nozīme materiālu ar smagiem materiāliem fizikālajās īpašībās atomi.
Van der Vālsa spēki
Trīs starpmolekulārie spēki, kurus vispirms aprakstīja holandiešu fiziķis Johannes Diderik Van der Waals, ir dipola-dipola spēki, dipola izraisīti dipola spēki un Londonas dispersijas spēki. Dipola-dipola spēki, kas molekulā iesaista ūdeņraža atomu, ir ārkārtīgi spēcīgi, un iegūtās saites sauc par ūdeņraža saitēm. Van der Valsa spēki palīdz materiāliem dot to fiziskās īpašības, ietekmējot materiāla molekulu mijiedarbību un to, cik spēcīgi tās turas kopā.
Starpmolekulārās saites, kas saistītas ar dipola spēkiem, visas balstās uz elektrostatisko pievilcību starp lādētām molekulām. Dipola molekulām ir pozitīvs un negatīvs lādiņš molekulas pretējos galos. Vienas molekulas pozitīvais gals var piesaistīt citas molekulas negatīvo galu, veidojot dipola-dipola saiti.
Ja materiālā papildus dipola molekulām ir neitrālas molekulas, dipola molekulu lādiņi neitrālajās molekulās izraisa lādiņu. Piemēram, ja negatīvi uzlādēts dipola molekulas gals tuvojas neitrālai molekulai, negatīvais lādiņš atgrūž elektronus, liekot tiem pulcēties neitrāles tālākajā pusē molekula. Tā rezultātā neitrālās molekulas pusē, kas atrodas tuvu dipolam, rodas pozitīvs lādiņš un to piesaista dipols. Iegūtās saites sauc par dipola izraisītām dipola saitēm.
Londonas dispersijas spēkiem nav nepieciešama polārā dipola molekula, kas darbotos visos materiālos, bet parasti tie ir ārkārtīgi vāji. Spēks ir lielāks lielākiem un smagākiem atomiem ar daudziem elektroniem nekā maziem atomiem, un tas var veicināt materiāla fiziskās īpašības.
Londonas dispersijas spēku informācija
Londonas dispersijas spēks ir definēts kā vājš pievilcīgais spēks, kas saistīts ar īslaicīgu dipolu veidošanos divās blakus esošajās neitrālajās molekulās. Iegūtās starpmolekulārās saites arī ir īslaicīgas, taču tās pastāvīgi veidojas un pazūd, kā rezultātā rodas vispārējs savienojuma efekts.
Pagaidu dipoli veidojas, kad neitrālas molekulas elektroni nejauši sapulcējas vienā molekulas pusē. Molekula tagad ir pagaidu dipols, un tā var vai nu izraisīt citu pagaidu dipolu blakus esošajā molekulā, vai arī to var piesaistīt cita molekula, kas pati ir izveidojusi pagaidu dipolu.
Kad molekulas ir lielas ar daudziem elektroniem, palielinās varbūtība, ka elektroni veido nevienmērīgu sadalījumu. Elektroni atrodas tālāk no kodola un ir brīvi turēti. Viņi, visticamāk, īslaicīgi pulcējas vienā molekulas pusē, un, izveidojoties pagaidu dipolam, blakus esošo molekulu elektroni, visticamāk, veido inducētu dipolu.
Materiālos ar dipola molekulām dominē pārējie Van der Vālsa spēki, bet izgatavotajiem materiāliem pilnīgi no neitrālām molekulām Londonas dispersijas spēki ir vienīgie aktīvie starpmolekulārie spēki. Materiālu, kas sastāv no neitrālām molekulām, piemēri ir cēlās gāzes, piemēram, neons, argons un ksenons. Londonas dispersijas spēki ir atbildīgi par gāzu kondensāciju šķidrumos, jo neviens cits spēks nesatur gāzes molekulas kopā. Vieglākajām cēlgāzēm, piemēram, hēlijam un neonam, viršanas temperatūra ir ārkārtīgi zema, jo Londonas dispersijas spēki ir vāji. Lieliem, smagiem atomiem, piemēram, ksenonam, viršanas temperatūra ir augstāka, jo Londonas izkliedējošie spēki ir spēcīgāki lieliem atomiem, un tie atomus kopā veido šķidrumu augstāk temperatūra. Lai gan Londonas izkliedes spēki parasti ir salīdzinoši vāji, tie var mainīt šādu materiālu fizisko uzvedību.