Forțele de dispersie din Londra, numite după fizicianul germano-american Fritz London, sunt una dintre cele trei forțe intermoleculare Van der Waals care țin molecule împreună. Ele sunt cele mai slabe dintre forțele intermoleculare, dar se întăresc pe măsură ce atomii de la sursa forțelor cresc în dimensiune. În timp ce celelalte forțe Van der Waals depind de atracția electrostatică care implică molecule încărcate cu polaritate, forțele de dispersie din Londra sunt prezente chiar și în materiale formate din molecule neutre.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Forțele de dispersie din Londra sunt forțe intermoleculare de atracție care țin molecule împreună. Acestea sunt una dintre cele trei forțe Van der Waals, dar sunt singura forță prezentă în materialele care nu au molecule dipolare polare. Ele sunt cele mai slabe dintre forțele intermoleculare, dar devin mai puternice ca dimensiunea atomilor dintr-un molecula crește și joacă un rol în caracteristicile fizice ale materialelor cu greutate atomi.
Forțele Van der Waals
Cele trei forțe intermoleculare descrise pentru prima dată de fizicianul olandez Johannes Diderik Van der Waals sunt forțe dipol-dipol, forțe dipol induse de dipol și forțe de dispersie din Londra. Forțele dipol-dipol care implică un atom de hidrogen în moleculă sunt excepțional de puternice, iar legăturile rezultate sunt numite legături de hidrogen. Forțele Van der Waals contribuie la conferirea materialelor caracteristicile lor fizice influențând modul în care moleculele unui material interacționează și cât de puternic sunt ținute împreună.
Legăturile intermoleculare care implică forțe dipolice se bazează pe atracția electrostatică dintre moleculele încărcate. Moleculele de dipol au o sarcină pozitivă și una negativă la capetele opuse ale moleculei. Capătul pozitiv al unei molecule poate atrage capătul negativ al altei molecule pentru a forma o legătură dipol-dipol.
Când moleculele neutre sunt prezente în material în plus față de moleculele dipolice, sarcinile moleculelor dipolice induc o sarcină în moleculele neutre. De exemplu, dacă capătul încărcat negativ al unei molecule dipol se apropie de o moleculă neutră, sarcina negativă respinge electronii, forțându-i să se adune pe partea opusă a neutrului moleculă. Ca rezultat, partea moleculei neutre aproape de dipol dezvoltă o sarcină pozitivă și este atrasă de dipol. Legăturile rezultate se numesc legături dipol induse de dipol.
Forțele de dispersie din Londra nu necesită o moleculă de dipol polar pentru a fi prezentă și pentru a acționa în toate materialele, dar sunt de obicei extrem de slabe. Forța este mai puternică pentru atomii mai mari și mai grei cu mulți electroni decât pentru atomii mici și poate contribui la caracteristicile fizice ale materialului.
Detalii despre forța de dispersie din Londra
Forța de dispersie din Londra este definită ca o forță slabă de atracție datorită formării temporare a dipolilor în două molecule neutre adiacente. Legăturile intermoleculare rezultate sunt, de asemenea, temporare, dar se formează și dispar continuu, rezultând un efect global de legătură.
Dipolii temporari se formează atunci când electronii unei molecule neutre se adună întâmplător pe o parte a moleculei. Molecula este acum un dipol temporar și poate induce un alt dipol temporar într-o moleculă adiacentă sau poate fi atrasă de o altă moleculă care a format un dipol temporar pe cont propriu.
Când moleculele sunt mari cu mulți electroni, crește probabilitatea ca electronii să formeze o distribuție inegală. Electronii sunt mai îndepărtați de nucleu și sunt ținuți în mod slab. Este mai probabil să se adune temporar pe o parte a moleculei și, atunci când se formează un dipol temporar, electronii moleculelor adiacente formează mai mult un dipol indus.
În materialele cu molecule dipolice, celelalte forțe Van der Waal domină, dar pentru materialele realizate complet al moleculelor neutre, forțele de dispersie din Londra sunt singurele intermoleculare active forțelor. Exemple de materiale alcătuite din molecule neutre includ gazele nobile precum neonul, argonul și xenonul. Forțele de dispersie din Londra sunt responsabile de condensarea gazelor în lichide, deoarece nici o altă forță nu ține moleculele de gaz împreună. Cele mai ușoare gaze nobile, cum ar fi heliul și neonul, au puncte de fierbere extrem de scăzute, deoarece forțele de dispersie din Londra sunt slabe. Atomii mari și grei, cum ar fi xenonul, au un punct de fierbere mai mare, deoarece forțele de dispersie din Londra sunt mai puternici pentru atomii mari și îi atrag împreună pentru a forma un lichid la un nivel superior temperatura. Deși de obicei sunt relativ slabe, forțele de dispersie din Londra pot face o diferență în comportamentul fizic al acestor materiale.