Londýnska definícia disperznej sily
Vedecká fotografická knižnica - MEHAU KULYK, Getty Images
Londýnska disperzná sila je slabá intermolekulárna sila medzi dvoma atómov alebo molekuly vo vzájomnej tesnej blízkosti. Sila je kvantová sila generovaná elektrón odpudzovanie medzi elektrónové oblaky z dva atómy alebo molekuly, keď sa k sebe približujú.
Londýnska disperzná sila je najslabšia van der Waalsove sily a je to sila, ktorá spôsobuje nepolárne atómov alebo molekúl kondenzovať do kvapaliny alebo pevné látky ako teplota je znížená. Aj keď je slabý, z troch van der Waalsových síl (orientácia, indukcia a disperzia) sú disperzné sily zvyčajne dominantné. Výnimkou sú malé, ľahko polarizované molekuly, ako sú molekuly vody.
Sila dostala svoje meno, pretože Fritz London v roku 1930 prvýkrát vysvetlil, ako sa atómy vzácneho plynu môžu navzájom priťahovať. Jeho vysvetlenie bolo založené na teórii porúch druhého rádu. Londýnske sily (LDF) sú tiež známe ako disperzné sily, okamžité dipólové sily alebo indukované dipólové sily. Londýnske disperzné sily môžu byť niekedy voľne označované ako van der Waalsove sily.
Príčiny londýnskych disperzných síl
Keď uvažujete o elektrónoch okolo atómu, pravdepodobne si predstavujete malé pohybujúce sa bodky, ktoré sú rovnomerne rozmiestnené okolo atómového jadra. Elektróny sú však stále v pohybe a niekedy je ich na jednej strane atómu viac ako na druhej. Stáva sa to okolo akéhokoľvek atómu, ale je to výraznejšie v zlúčeninách, pretože elektróny cítia príťažlivý ťah protónov susedných atómov. Elektróny z dvoch atómov môžu byť usporiadané tak, že vytvárajú dočasné (okamžité) elektrické dipóly. Aj keď je polarizácia dočasná, stačí, aby ovplyvnila spôsob, akým atómy a molekuly vzájomne interagujú. Cez indukčný efekt , alebo -I Efekt, nastáva permanentný stav polarizácie.
Londýnske fakty o disperznej sile
Disperzné sily vznikajú medzi všetkými atómami a molekulami, bez ohľadu na to, či sú polárne alebo nepolárne. Sily vstupujú do hry, keď sú molekuly veľmi blízko seba. Londýnske disperzné sily sú však vo všeobecnosti silnejšie medzi ľahko polarizovanými molekulami a slabšie medzi molekulami, ktoré nie sú ľahko polarizované.
Veľkosť sily súvisí s veľkosťou molekuly. Disperzné sily sú silnejšie pre väčšie a ťažšie atómy a molekuly ako pre menšie a ľahšie. Je to preto, že valenčné elektróny sú vo veľkých atómoch/molekulách ďalej od jadra ako v malých, takže nie sú tak pevne viazané na protóny.
Tvar alebo konformácia molekuly ovplyvňuje jej polarizovateľnosť. Je to ako skladanie blokov alebo hranie Tetris, videohry – prvýkrát predstavenej v roku 1984 – ktorá zahŕňa párovanie dlaždíc. Niektoré tvary sa prirodzene zarovnajú lepšie ako iné.
Dôsledky londýnskych disperzných síl
Polarizovateľnosť ovplyvňuje, ako ľahko atómy a molekuly vytvárajú väzby medzi sebou, takže ovplyvňuje aj vlastnosti, ako je teplota topenia a teplota varu. Napríklad, ak vezmete do úvahy Cldva( chlór ) a Br2 ( bróm ), môžete očakávať, že sa tieto dve zlúčeniny budú správať podobne, pretože obe sú halogény. Napriek tomu je chlór pri izbovej teplote plyn, zatiaľ čo bróm je kvapalina. Je to preto, že londýnske disperzné sily medzi väčšími atómami brómu ich približujú dostatočne blízko, aby vytvorili kvapalinu, zatiaľ čo menšie atómy chlóru majú dostatok energie na to, aby molekula zostala plynná.