อะไรทำให้เกิดแรงกระจาย?

พิจารณาบีกเกอร์ที่เต็มไปด้วยโมเลกุลในสถานะของเหลว ภายนอกอาจดูสงบเสงี่ยม แต่ถ้าคุณเห็นอิเล็กตรอนขนาดเล็กเคลื่อนที่อยู่ภายในบีกเกอร์ แรงกระจายก็จะชัดเจน เรียกอีกอย่างว่าแรงกระจายของลอนดอนหลังจาก Fritz London พวกมันเป็นแรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตระหว่างอิเล็กตรอน ทุกอณูแสดงแรงเหล่านี้ในระดับหนึ่ง

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลข้างเคียงทำให้เกิดแรงกระจาย เมฆอิเล็กตรอนของโมเลกุลหนึ่งจะดึงดูดไปยังนิวเคลียสของอีกโมเลกุลหนึ่ง ดังนั้นการกระจายตัวของอิเล็กตรอนจึงเปลี่ยนแปลงและสร้างไดโพลชั่วคราว

แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลอยู่ภายใต้หมวดหมู่ของแรง Van der Waals แรง Van der Waals สองประเภทคือแรงกระจายและแรงไดโพล-ไดโพล แรงกระจายจะอ่อน ในขณะที่แรงไดโพล-ไดโพลจะแข็งแกร่งกว่า

อิเล็กตรอนที่โคจรรอบโมเลกุลสามารถเคลื่อนที่ได้และมีการกระจายประจุที่แตกต่างกันเมื่อเวลาผ่านไป ปลายด้านหนึ่งของโมเลกุลสามารถเป็นบวกได้ในขณะที่ปลายอีกด้านหนึ่งสามารถเป็นลบได้ ไดโพลชั่วคราวจะเกิดขึ้นเมื่อคุณมีประจุตรงข้ามกันสองประจุที่อยู่ใกล้กัน เมื่อโมเลกุลหนึ่งสัมผัสกับอีกโมเลกุลหนึ่งก็สามารถดึงดูดโมเลกุลนั้นได้ อิเล็กตรอนจากโมเลกุลแรกอาจรู้สึกว่าถูกดึงเข้าหาประจุบวกของโมเลกุลที่สอง ดังนั้นแรงกระจายจึงทำงาน อย่างไรก็ตามแรงดึงดูดนั้นอ่อนแอ

การดูสารเช่นโบรมีน (Br₂) หรือไดคลอรีน (Cl₂) เผยให้เห็นแรงกระจาย อีกตัวอย่างหนึ่งคือมีเทน (CH₄). แรงเดียวในมีเทนคือแรงกระจายเนื่องจากไม่มีไดโพลถาวร แรงกระจายช่วยให้โมเลกุลที่ไม่มีขั้วกลายเป็นของเหลวหรือของแข็งเพราะดึงดูดอนุภาค

เมื่อโมเลกุลของขั้วมารวมกัน แรงไดโพล-ไดโพลก็ปรากฏขึ้น คล้ายกับแรงกระจาย ความตรงกันข้ามดึงดูดอีกครั้ง สองโมเลกุลถูกดึงดูดเข้าหากันเพราะมีไดโพลถาวร ปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นระหว่างไดโพลเหล่านี้ โมเลกุลสามารถเรียงตัวกับปลายด้านบวกที่ดึงดูดไปยังขั้วลบ แรงไดโพล-ไดโพลนั้นแข็งแกร่งกว่าแรงกระจัดกระจาย

วิธีหลักในการพิจารณาแรงไดโพล-ไดโพลคือการดูที่โมเลกุลและตรวจสอบขั้ว คุณสามารถตรวจสอบความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ระหว่างอะตอมเพื่อดูว่ามีขั้วหรือไม่ อิเล็กโตรเนกาติวีตี้แสดงความสามารถของอะตอมในการดึงดูดอิเล็กตรอน โดยทั่วไป หากความแตกต่างนี้อยู่ระหว่าง 0.4 ถึง 1.7 ในระดับอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ แสดงว่ามีขั้วและมีโอกาสสูงที่จะมีแรงไดโพล-ไดโพล