Londyńska siła dyspersyjna jest słabą siłą międzycząsteczkową między nimi atomy lub molekuły blisko siebie. Siła jest siłą kwantową generowaną przez elektron odpychanie między chmury elektronowe z dwa atomy lub cząsteczki, gdy się do siebie zbliżają.
Londyńska siła rozproszenia jest najsłabsza z siły van der Waalsa i jest siłą, która powoduje niepolarny atomy lub cząsteczki do skraplać w płyny lub ciała stałe jak temperatura jest obniżony. Pomimo tego, że jest słaby, spośród trzech sił van der Waalsa (orientacja, indukcja i dyspersja), siły dyspersji są zwykle dominujące. Wyjątek stanowią małe, łatwo spolaryzowane cząsteczki, takie jak cząsteczki wody.
Siła zyskała swoją nazwę, ponieważ Fritz London po raz pierwszy wyjaśnił, jak szlachetne atomy gazu można przyciągnąć do siebie w 1930 roku. Jego wyjaśnienie oparte było na teorii perturbacji drugiego rzędu. Siły londyńskie (LDF) są również znane jako siły dyspersyjne, chwilowe siły dipolowe lub indukowane siły dipolowe. Siły rozproszenia w Londynie mogą czasami być luźno określane jako siły van der Waalsa.
Przyczyny sił rozproszenia w Londynie
Kiedy myślisz o elektronach wokół atomu, prawdopodobnie wyobrażasz sobie małe poruszające się kropki rozmieszczone równomiernie wokół jądra atomowego. Jednak elektrony są zawsze w ruchu, a czasem po jednej stronie atomu jest więcej niż po drugiej. Dzieje się to wokół każdego atomu, ale jest bardziej wyraźne w związkach, ponieważ elektrony odczuwają przyciąganie protonów sąsiednich atomów. Elektrony z dwóch atomów można tak ułożyć, aby wytwarzały tymczasowe (chwilowe) dipole elektryczne. Mimo że polaryzacja jest tymczasowa, wystarczy wpłynąć na sposób, w jaki atomy i cząsteczki oddziałują ze sobą. Przez efekt indukcyjny, lub -I Efekt, występuje trwały stan polaryzacji.
Fakty dotyczące siły dyspersyjnej Londynu
Siły dyspersji występują między wszystkimi atomami i cząsteczkami, niezależnie od tego, czy są polarne czy niepolarne. Siły wchodzą w grę, gdy cząsteczki są bardzo blisko siebie. Jednak siły rozproszenia w Londynie są generalnie silniejsze między cząsteczkami łatwo spolaryzowanymi i słabsze między cząsteczkami, które nie są łatwo spolaryzowane.
Wielkość siły zależy od wielkości cząsteczki. Siły dyspersji są silniejsze dla większych i cięższych atomów i cząsteczek niż dla mniejszych i lżejszych. Jest tak, ponieważ elektrony walencyjne znajdują się dalej od jądra w dużych atomach / cząsteczkach niż w małych, więc nie są tak ściśle związane z protonami.
Kształt lub konformacja cząsteczki wpływa na jej polaryzowalność. To jak łączenie klocków lub granie w Tetris, grę wideo - po raz pierwszy wprowadzoną w 1984 r. - polegającą na dopasowywaniu płytek. Niektóre kształty będą naturalnie układać się lepiej niż inne.
Konsekwencje londyńskich sił dyspersyjnych
Polaryzowalność wpływa na to, jak łatwo atomy i cząsteczki tworzą ze sobą wiązania, a zatem wpływa również na takie właściwości, jak temperatura topnienia i temperatura wrzenia. Na przykład, jeśli weźmiesz pod uwagę Cl2 (chlor) i Br2 (brom), można oczekiwać, że oba związki zachowują się podobnie, ponieważ oba są halogenami. Jednak chlor jest gazem w temperaturze pokojowej, podczas gdy brom jest cieczą. Wynika to z tego, że siły dyspersji Londynu między większymi atomami bromu zbliżają je wystarczająco blisko tworząc ciecz, podczas gdy mniejsze atomy chloru mają wystarczającą energię, aby cząsteczka mogła pozostać gazowy.