Londýnska disperzná sila je slabá medzimolekulová sila medzi dvoma atómy alebo molekuly v tesnej blízkosti seba. Sila je kvantová sila generovaná elektrón odpudivosť medzi elektrónové oblaky z dva atómy alebo molekuly, keď sa navzájom približujú.
Londýnska disperzná sila je najslabšia z krajín van der Waalsove sily a je silou, ktorá spôsobuje nepolárne atómy alebo molekuly kondenzátu do kvapaliny alebo pevné látky ako teplota je znížená. Aj keď je z troch van der Waalsových síl (orientácia, indukcia a rozptyl) slabá, sú disperzné sily zvyčajne dominantné. Výnimkou sú malé, ľahko polarizované molekuly, ako sú molekuly vody.
Sila dostala svoje meno, pretože Fritz Londýn najskôr vysvetlil, ako by sa navzájom mohli priťahovať atómy vzácnych plynov v roku 1930. Jeho vysvetlenie bolo založené na teórii poruchy druhého rádu. Londýnske sily (LDF) sú známe aj ako disperzné sily, okamžité dipólové sily alebo indukované dipólové sily. Londýnske disperzné sily sa niekedy môžu označovať ako van der Waalsove sily.
Príčiny londýnskych disperzných síl
Keď premýšľate o elektrónoch okolo atómu, pravdepodobne si predstavujete malé pohyblivé bodky rozmiestnené rovnomerne okolo atómového jadra. Elektróny sú však vždy v pohybe a niekedy je na jednej strane atómu viac ako na druhej. Stáva sa to okolo ktoréhokoľvek atómu, ale je to výraznejšie v zlúčeninách, pretože elektróny cítia atraktívny ťah protónov susedných atómov. Elektróny z dvoch atómov môžu byť usporiadané tak, že vytvárajú dočasné (okamžité) elektrické dipóly. Aj keď je polarizácia dočasná, stačí ovplyvniť vzájomné pôsobenie atómov a molekúl. Cez indukčný účinokalebo -I efekt, nastáva trvalý stav polarizácie.
Fakty o disperzných silách v Londýne
Disperzné sily sa vyskytujú 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 všeobecne 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 atómy. Je to preto, že valenčné elektróny sú ďalej od jadra vo veľkých atómoch / molekulách ako v malých, takže nie sú tak pevne viazané na protóny.
Tvar alebo konformácia molekuly ovplyvňuje jej polarizovateľnosť. Je to ako spojiť bloky alebo hrať videohru Tetris - prvýkrát predstavenú v roku 1984 - ktorá zahŕňa zodpovedajúce dlaždice. Niektoré tvary sa prirodzene usporiadajú lepšie ako iné.
Dôsledky disperzných síl v Londýne
Polarizovateľnosť ovplyvňuje to, ako ľahko atómy a molekuly spolu tvoria väzby, takže ovplyvňuje aj vlastnosti, ako je teplota topenia a teplota varu. Napríklad, ak uvažujete o Cl2 (chlór) a Br2 (bróm), môžete očakávať, že sa tieto dve zlúčeniny budú správať podobne, pretože sú obe halogény. Chlór je plyn pri izbovej teplote, zatiaľ čo bróm je kvapalina. Dôvodom je, že londýnske disperzné sily medzi väčšími atómami brómu ich dostatočne priblížia na vytvorenie kvapaliny, zatiaľ čo menšie atómy chlóru majú dostatok energie na to, aby molekula zostala plynný.