Londýnske disperzné sily, pomenované po nemecko-americkom fyzikovi Fritzovi Londonovi, sú jednou z troch Van der Waalsových medzimolekulárnych síl, ktoré držia molekuly pohromade. Sú najslabšie z medzimolekulárnych síl, ale zosilňujú sa s rastúcou veľkosťou atómov v zdroji síl. Zatiaľ čo ostatné Van der Waalsove sily závisia od elektrostatickej príťažlivosti molekúl nabitých pólom, londýnske disperzné sily sú prítomné aj v materiáloch tvorených neutrálnymi molekulami.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Londýnske disperzné sily sú medzimolekulové sily príťažlivosti, ktoré držia molekuly pohromade. Sú jednou z troch Van der Waalsových síl, ale sú jedinou silou prítomnou v materiáloch, ktoré nemajú molekuly polárneho dipólu. Sú najslabšie z medzimolekulárnych síl, ale silnejú s veľkosťou atómov v a molekula sa zvyšuje a hrajú úlohu vo fyzikálnych vlastnostiach materiálov s vysokou hmotnosťou atómy.
Van der Waalsove sily
Tri medzimolekulové sily, ktoré prvýkrát popísal holandský fyzik Johannes Diderik Van der Waals, sú dipól-dipólové sily, dipólom indukované dipólové sily a londýnske disperzné sily. Dipól-dipólové sily zahŕňajúce atóm vodíka v molekule sú mimoriadne silné a výsledné väzby sa nazývajú vodíkové väzby. Van der Waalsove sily pomáhajú dodávať materiálom ich fyzikálne vlastnosti ovplyvňovaním toho, ako molekuly materiálu interagujú a ako silno sú držané pohromade.
Medzimolekulárne väzby zahŕňajúce dipólové sily sú založené na elektrostatickej príťažlivosti medzi nabitými molekulami. Dipólové molekuly majú kladný a záporný náboj na opačných koncoch molekuly. Pozitívny koniec jednej molekuly môže priťahovať negatívny koniec inej molekuly a vytvoriť tak dipól-dipólovú väzbu.
Ak sú v materiáli okrem molekúl dipólu aj neutrálne molekuly, náboje molekúl dipólu indukujú náboj v neutrálnych molekulách. Napríklad, ak sa záporne nabitý koniec molekuly dipólu priblíži k neutrálnej molekule, záporný náboj odpudzuje elektróny a núti ich zhromažďovať sa na odvrátenej strane neutrálu molekula. Výsledkom je, že strana neutrálnej molekuly blízko dipólu vyvíja pozitívny náboj a je priťahovaná k dipólu. Výsledné väzby sa nazývajú dipólové väzby indukované dipólom.
Londýnske disperzné sily nevyžadujú prítomnosť a pôsobenie molekuly polárneho dipólu vo všetkých materiáloch, ale zvyčajne sú mimoriadne slabé. Sila je silnejšia pre väčšie a ťažšie atómy s mnohými elektrónmi ako pre malé atómy a môže prispieť k fyzikálnym vlastnostiam materiálu.
Detaily disperznej sily v Londýne
Londýnska disperzná sila je definovaná ako slabá príťažlivá sila v dôsledku dočasného vytvorenia dipólov v dvoch susedných neutrálnych molekulách. Výsledné intermolekulárne väzby sú tiež dočasné, ale vytvárajú sa a miznú nepretržite, čo vedie k celkovému účinku väzby.
Dočasné dipóly sa tvoria, keď sa náhodne zhromaždia elektróny neutrálnej molekuly na jednej strane molekuly. Molekula je teraz dočasný dipól a môže buď indukovať ďalší dočasný dipól v susednej molekule, alebo ju môže prilákať iná molekula, ktorá sama vytvorila dočasný dipól.
Ak sú molekuly veľké a majú veľa elektrónov, zvyšuje sa pravdepodobnosť, že elektróny vytvárajú nerovnomerné rozdelenie. Elektróny sú ďalej od jadra a sú voľne držané. Je pravdepodobnejšie, že sa dočasne zhromaždia na jednej strane molekuly, a keď sa vytvorí dočasný dipól, je pravdepodobnejšie, že elektróny susedných molekúl vytvoria indukovaný dipól.
V materiáloch s molekulami dipólu dominujú ostatné sily Van der Waalsa, ale pre vyrobené materiály úplne neutrálnych molekúl sú londýnske disperzné sily jedinou aktívnou intermolekulárnou látkou sily. Medzi príklady materiálov tvorených neutrálnymi molekulami patria vzácne plyny, ako napríklad neón, argón a xenón. Londýnske disperzné sily sú zodpovedné za kondenzáciu plynov na kvapaliny, pretože žiadne iné sily nedržia molekuly plynu pohromade. Najľahšie vzácne plyny, ako napríklad hélium a neón, majú extrémne nízke teploty varu, pretože londýnske disperzné sily sú slabé. Veľké a ťažké atómy, ako napríklad xenón, majú vyššiu teplotu varu, pretože londýnske disperzné sily sú silnejšie pre veľké atómy a tiahnu atómy k sebe, aby vytvorili kvapalinu pri vyššej teplota. Aj keď sú londýnske disperzné sily zvyčajne pomerne slabé, môžu mať vplyv na fyzikálne vlastnosti týchto materiálov.