Лондонські дисперсійні сили, названі на честь німецько-американського фізика Фріца Лондона, є однією з трьох міжмолекулярних сил Ван дер Ваальса, що утримують молекули. Вони є найслабшими з міжмолекулярних сил, але посилюються в міру збільшення атомів у джерела сил. Хоча інші сили Ван-дер-Ваальса залежать від електростатичного притягання за участю полярно заряджених молекул, дисперсійні сили Лондона присутні навіть у матеріалах, що складаються з нейтральних молекул.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Лондонські дисперсійні сили - це міжмолекулярні сили тяжіння, що утримують молекули. Вони є однією з трьох сил Ван дер Ваальса, але є єдиною силою, яка присутня в матеріалах, які не мають полярних дипольних молекул. Вони є найслабшими з міжмолекулярних сил, але стають сильнішими, оскільки розмір атомів в молекули збільшуються, і вони відіграють певну роль у фізичних характеристиках важких речовин атоми.
Сили Ван дер Ваальса
Три міжмолекулярні сили, вперше описані голландським фізиком Йоганнесом Дідеріком Ван дер Ваальсом, - це диполь-дипольні сили, індуковані диполем дипольні сили та дисперсійні сили Лондона. Диполь-дипольні сили, що беруть участь у молекулі атома водню, є надзвичайно сильними, і отримані зв’язки називаються водневими. Сили Ван дер Ваальса допомагають надати матеріалам їх фізичні характеристики, впливаючи на те, як молекули матеріалу взаємодіють і наскільки міцно вони тримаються разом.
Міжмолекулярні зв’язки, що включають дипольні сили, засновані на електростатичному притяганні між зарядженими молекулами. Дипольні молекули мають позитивний і негативний заряд на протилежних кінцях молекули. Позитивний кінець однієї молекули може залучати негативний кінець іншої молекули, утворюючи диполь-дипольний зв’язок.
Коли в матеріалі крім дипольних молекул присутні нейтральні молекули, заряди дипольних молекул індукують заряд у нейтральних молекулах. Наприклад, якщо негативно заряджений кінець дипольної молекули наближається до нейтральної молекули, негативний заряд відштовхує електрони, змушуючи їх збиратися на далекій стороні нейтралі молекула. В результаті сторона нейтральної молекули, близька до диполя, розвиває позитивний заряд і притягується до диполя. Отримані зв’язки називаються індукованими диполем дипольними зв’язками.
Лондонські дисперсійні сили не вимагають присутності полярної дипольної молекули та дії у всіх матеріалах, але зазвичай вони надзвичайно слабкі. Сила для більших і важчих атомів з великою кількістю електронів сильніша, ніж для малих атомів, і це може сприяти фізичним характеристикам матеріалу.
Подробиці про дисперсійні сили Лондона
Лондонська дисперсійна сила визначається як слабка сила притягання через тимчасове утворення диполів у двох сусідніх нейтральних молекулах. Отримані міжмолекулярні зв’язки також є тимчасовими, але вони постійно утворюються і зникають, що призводить до загального ефекту зв’язку.
Тимчасові диполі утворюються, коли електрони нейтральної молекули випадково збираються з одного боку молекули. Тепер молекула є тимчасовим диполем і може або індукувати інший тимчасовий диполь у сусідній молекулі, або бути притягнутою до іншої молекули, яка сама утворила тимчасовий диполь.
Коли молекули великі з великою кількістю електронів, збільшується ймовірність утворення електронів нерівномірним розподілом. Електрони віддалені від ядра і вільно утримуються. Вони частіше збираються на одній стороні молекули тимчасово, і коли утворюється тимчасовий диполь, електрони сусідніх молекул частіше утворюють індукований диполь.
У матеріалах з молекулами диполя домінують інші сили Ван-дер-Ваальса, але для матеріалів, виготовлених повністю нейтральні молекули, дисперсійні сили Лондона є єдиною активною міжмолекулярною сили. Приклади матеріалів, що складаються з нейтральних молекул, включають такі благородні гази, як неон, аргон та ксенон. Лондонські дисперсійні сили відповідають за конденсацію газів у рідини, оскільки жодні інші сили не утримують молекули газу разом. Найлегші благородні гази, такі як гелій та неон, мають надзвичайно низькі температури кипіння, оскільки дисперсійні сили Лондона слабкі. Великі важкі атоми, такі як ксенон, мають вищу температуру кипіння, оскільки Лондонські дисперсійні сили вони сильніші для великих атомів, і вони зближують атоми, утворюючи рідину на вищому рівні температури. Хоча зазвичай порівняно слабкі, дисперсійні сили Лондона можуть змінити фізичну поведінку таких матеріалів.