Лондонские дисперсионные силы, названные в честь немецко-американского физика Фрица Лондона, являются одной из трех межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса, удерживающих молекулы вместе. Они являются самыми слабыми из межмолекулярных сил, но усиливаются по мере того, как атомы, являющиеся источником этих сил, увеличиваются в размерах. В то время как другие силы Ван-дер-Ваальса зависят от электростатического притяжения с участием полярно заряженных молекул, дисперсионные силы Лондона присутствуют даже в материалах, состоящих из нейтральных молекул.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Лондонские дисперсионные силы - это межмолекулярные силы притяжения, удерживающие молекулы вместе. Это одна из трех сил Ван-дер-Ваальса, но единственная сила, присутствующая в материалах, не имеющих полярных дипольных молекул. Они являются самыми слабыми из межмолекулярных сил, но становятся сильнее по мере увеличения размера атомов в молекулы увеличивается, и они играют роль в физических характеристиках материалов с тяжелым атомы.
Ван-дер-Ваальс Форс
Три межмолекулярных силы, впервые описанные голландским физиком Йоханнесом Дидериком Ван дер Ваальсом, - это диполь-дипольные силы, диполь-индуцированные дипольные силы и силы лондонской дисперсии. Диполь-дипольные силы с участием атома водорода в молекуле исключительно сильны, и возникающие связи называются водородными связями. Силы Ван-дер-Ваальса помогают придавать материалам их физические характеристики, влияя на то, как молекулы материала взаимодействуют и насколько прочно они удерживаются вместе.
Межмолекулярные связи с участием дипольных сил основаны на электростатическом притяжении между заряженными молекулами. Молекулы диполя имеют положительный и отрицательный заряд на противоположных концах молекулы. Положительный конец одной молекулы может притягивать отрицательный конец другой молекулы с образованием диполь-дипольной связи.
Когда в материале присутствуют нейтральные молекулы в дополнение к дипольным молекулам, заряды дипольных молекул индуцируют заряд в нейтральных молекулах. Например, если отрицательно заряженный конец дипольной молекулы приближается к нейтральной молекуле, отрицательный заряд отталкивает электроны, заставляя их собираться на противоположной стороне нейтрального молекула. В результате сторона нейтральной молекулы, близкая к диполю, приобретает положительный заряд и притягивается к диполю. Полученные связи называются дипольными дипольными связями.
Лондонские дисперсионные силы не требуют наличия полярной дипольной молекулы и ее действия во всех материалах, но обычно они чрезвычайно слабы. Эта сила сильнее для более крупных и тяжелых атомов с большим количеством электронов, чем для небольших атомов, и она может влиять на физические характеристики материала.
Информация о лондонских силах рассеивания
Сила лондонской дисперсии определяется как слабая сила притяжения из-за временного образования диполей в двух соседних нейтральных молекулах. Образующиеся межмолекулярные связи также являются временными, но они постоянно образуются и исчезают, что приводит к общему эффекту связывания.
Временные диполи образуются, когда электроны нейтральной молекулы случайно собираются на одной стороне молекулы. Молекула теперь является временным диполем и может либо индуцировать другой временный диполь в соседней молекуле, либо притягиваться к другой молекуле, которая сама по себе сформировала временный диполь.
Когда молекулы большие и содержат много электронов, вероятность того, что электроны образуют неравномерное распределение, возрастает. Электроны дальше от ядра и слабо удерживаются. Они с большей вероятностью временно собираются на одной стороне молекулы, и когда образуется временный диполь, электроны соседних молекул с большей вероятностью образуют индуцированный диполь.
В материалах с дипольными молекулами доминируют другие силы Ван-дер-Ваальса, но для материалов, изготовленных из полностью нейтральных молекул, лондонские дисперсионные силы являются единственными активными межмолекулярными силы. Примеры материалов, состоящих из нейтральных молекул, включают благородные газы, такие как неон, аргон и ксенон. Лондонские дисперсионные силы ответственны за конденсацию газов в жидкости, потому что никакие другие силы не удерживают молекулы газа вместе. Самые легкие благородные газы, такие как гелий и неон, имеют чрезвычайно низкие температуры кипения из-за слабости лондонских дисперсионных сил. Большие тяжелые атомы, такие как ксенон, имеют более высокую температуру кипения, поскольку лондонские дисперсионные силы сильнее для больших атомов, и они стягивают атомы вместе, чтобы образовать жидкость при более высокой температура. Хотя обычно они сравнительно слабые, лондонские дисперсионные силы могут повлиять на физическое поведение таких материалов.