W chemii, jakie są siły londyńskie?

Siły londyńskie, znane również jako londyńskie siły dyspersji, są słabymi siłami międzycząsteczkowymi, które przyciągają lub odpychają atomy lub cząsteczki.Nazywane są na cześć Fritz London, niemieckiego fizyka.Interakcje te wchodzą w grę, gdy powstają chwilowe dipole, co dzieje się, gdy rozdział ładunku dodatnim i ujemny na cząsteczce jest tworzony przez masowy ruch elektronów.Siły londyńskie występują zarówno w cząsteczkach niepolarnych, jak i polarnych i mogą wpływać na stan fizyczny związku chemicznego.

Dipol istnieje, gdy część cząsteczki ma ładunek dodatni netto, a inna część ma ładunek ujemny netto.Cząsteczki polarne, takie jak woda, mają trwałe dipole z powodu nieodłącznej nierówności w rozkładu elektronów w ich strukturach.Odwrotne lub tymczasowe dipole mogą również tworzyć się w niepolarnych cząsteczkach.Ten rodzaj dipolu jest tworzony podczas gromadzenia elektronów, tworząc netto ładunek ujemny netto w obszarze większej gęstości elektronów i pozostawiając opuszczony obszar z ładunkiem dodatnim netto.Siły działające między cząsteczkami z dipolami są wspólnie znane jako siły van der Waals.Siły londyńskie są rodzajem siły Van der Waalsa.Kiedy cząsteczki z chwilowymi dipolami zbliżają się do siebie, obszary podobnego do ładunku odpychają się nawzajem, a obszary przeciwnego ładunku przyciągają się nawzajem.Tymczasowy dipol jednej cząsteczki może również kształtować rozkład elektronów innej cząsteczki w indukowaną dipol przez siłę elektrostatyczną.

Siły londyńskie są jedynymi siłami międzycząsteczkowymi działającymi między cząsteczkami lub atomami, które są niepolarne.Chlor, brom i dwutlenek węgla są przykładami cząsteczek, których interakcje są kształtowane przez te siły.W cząsteczkach polarnych siły londyńskie mogą działać oprócz innych sił Van der Waalsa, ale ich ogólny efekt jest minimalny.Siła siły londyńskich między cząsteczkami zależy od kształtu i liczby elektronów w każdej cząsteczce.Osoby o wydłużonych kształtach mogą doświadczyć większego rozdziału ładunku, tworząc silniejsze siły w Londynie.Większe cząsteczki z większą liczbą elektronów mają również silniejsze siły w Londynie niż mniejsze, ponieważ większa liczba elektronów pozwala na większą różnicę potencjałów od cząsteczki.

Fizyczne cechy chemikaliów mogą mieć głęboko wpływ na siłę sił dyspersji.Na przykład neopentan istnieje jako gaz w temperaturze pokojowej, podczas gdy

n

-pentan, kolejna substancja chemiczna zawierająca dokładnie tę samą liczbę i typy atomów, jest ciecz.Różnica wynika z kształtu molekularnego.Chociaż oba związki są niepolarne, cząsteczki

n

-pentanowe mają wydłużony kształt, który daje im silniejsze siły w Londynie i większą zdolność do nawiązywania kontaktu.Podobnie brom jest łatwiejszy do tworzenia cieczy niż dla chloru, ponieważ brom, jako większa cząsteczka, ma silniejsze siły londyńskie niż chlor.