Kas izraisa dispersijas spēkus?

Apsveriet vārglāzi, kas piepildīta ar molekulām šķidrā stāvoklī. Ārpusē tas var izskatīties mierīgs, bet, ja jūs varētu redzēt sīkos elektronus, kas pārvietojas vārglāzē, tad dispersijas spēki būtu acīmredzami. Saukti arī par Londonas dispersijas spēkiem, pēc Frica Londonas tie ir elektrostatiski pievilcīgi spēki starp elektroniem. Katra molekula uzrāda zināmu šo spēku pakāpi.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Piesaiste starp kaimiņu molekulām izraisa dispersijas spēkus. Vienas molekulas elektronu mākoni piesaista citas molekulas kodols, tāpēc elektronu sadalījums mainās un rada īslaicīgu dipolu.

Pievilcība starp molekulām ietilpst Van der Vālsa spēku kategorijā. Divi Van der Vālsa spēku veidi ir dispersijas spēki un dipola-dipola spēki. Dispersijas spēki ir vāji, savukārt dipola-dipola spēki ir spēcīgāki.

Elektroni, kas riņķo ap molekulām, laika gaitā var pārvietoties un tiem ir atšķirīgs lādiņu sadalījums. Viens molekulas gals var būt pozitīvs, bet otrs - negatīvs. Pagaidu dipols pastāv, ja jums ir divi pretēji lādiņi, kas atrodas tuvu viens otram. Kad viena molekula nonāk saskarē ar citu, to var piesaistīt. Pirmās molekulas elektroni var sajust otrās molekulas pozitīvo lādiņu, tāpēc darbojas dispersijas spēki. Tomēr pievilcība ir vāja.

Aplūkojot tādas vielas kā broms (Br₂) vai dihlors (Cl₂) atklāj izkliedes spēkus. Vēl viens izplatīts piemērs ir metāns (CH₄). Vienīgie spēki metānā ir dispersijas spēki, jo nav pastāvīgu dipolu. Dispersijas spēki palīdz nepolārām molekulām pārvērsties šķidrumos vai cietās daļās, jo tās piesaista daļiņas.

Kad polārās molekulas apvienojas, parādās dipola-dipola spēki. Līdzīgi kā izkliedes spēki, pretstati atkal piesaista. Divas molekulas piesaista viena otru, jo tām ir pastāvīgi dipoli. Starp šiem dipoliem notiek elektrostatiskā mijiedarbība. Molekulas var ierindoties pozitīvajos galos, kurus piesaista negatīvie. Dipola-dipola spēki ir spēcīgāki par dispersijas spēkiem.

Galvenais veids, kā noteikt dipola-dipola spēkus, ir aplūkot molekulas un pārbaudīt polaritāti. Jūs varat pārbaudīt elektronegativitātes starpību starp atomiem, lai noskaidrotu, vai tie ir polāri. Elektronegativitāte parāda atomu spēju piesaistīt elektronus. Parasti, ja šī atšķirība elektronegativitātes skalā samazinās no 0,4 līdz 1,7, pastāv polaritāte un pastāv liela iespēja pastāvēt dipola-dipola spēkiem.