Londonas dispersijas spēka definīcija
Zinātnes fotoattēlu bibliotēka — MEHAU KULYK, Getty Images
Londonas dispersijas spēks ir vājš starpmolekulārais spēks starp diviem atomi vai molekulas tiešā tuvumā viens otram. Spēks ir kvantu spēks, ko rada elektrons atgrūšanās starp elektronu mākoņi no divi atomi vai molekulas, kad tās tuvojas viena otrai.
Londonas izkliedes spēks ir vājākais no van der Vālsa spēki un tas ir spēks, kas izraisa nepolārs atomi vai molekulas uz kondensēties iekšā šķidrumi vai cietvielas kā temperatūra ir nolaists. Lai gan tas ir vājš, no trim van der Vālsa spēkiem (orientācija, indukcija un dispersija) parasti dominē izkliedes spēki. Izņēmums attiecas uz mazām, viegli polarizētām molekulām, piemēram, ūdens molekulām.
Spēks ir ieguvis savu nosaukumu, jo Frics Londons pirmo reizi paskaidroja, kā cēlgāzes atomi var tikt piesaistīti viens otram 1930. gadā. Viņa skaidrojums bija balstīts uz otrās kārtas perturbācijas teoriju. Londonas spēki (LDF) ir pazīstami arī kā izkliedes spēki, momentānie dipola spēki vai inducētie dipola spēki. Londonas izkliedes spēkus dažreiz var brīvi saukt par van der Vālsa spēkiem.
Londonas izkliedes spēku cēloņi
Kad jūs domājat par elektroniem ap atomu, jūs, iespējams, iztēlojaties sīkus kustīgus punktus, kas vienādi izvietoti ap atoma kodolu. Tomēr elektroni vienmēr ir kustībā, un dažreiz atoma vienā pusē ir vairāk nekā otrā. Tas notiek ap jebkuru atomu, bet tas ir izteiktāks savienojumos, jo elektroni izjūt blakus esošo atomu protonu pievilcību. Divu atomu elektronus var sakārtot tā, lai tie radītu pagaidu (momentānos) elektriskos dipolus. Pat ja polarizācija ir īslaicīga, ar to pietiek, lai ietekmētu veidu, kā atomi un molekulas mijiedarbojas savā starpā. Caur induktīvā iedarbība , vai -I efekts, rodas pastāvīgs polarizācijas stāvoklis.
Londonas izkliedes spēku fakti
Izkliedes spēki rodas starp visiem atomiem un molekulām neatkarīgi no tā, vai tie ir polāri vai nepolāri. Spēki stājas spēkā, kad molekulas atrodas ļoti tuvu viena otrai. Tomēr Londonas dispersijas spēki parasti ir spēcīgāki starp viegli polarizētām molekulām un vājāki starp molekulām, kuras nav viegli polarizētas.
Spēka lielums ir saistīts ar molekulas lielumu. Izkliedes spēki lielākiem un smagākiem atomiem un molekulām ir spēcīgāki nekā mazākiem un vieglākiem. Tas ir tāpēc, ka valences elektroni Lielos atomos/molekulās atrodas tālāk no kodola nekā mazos, tāpēc tie nav tik cieši saistīti ar protoniem.
Molekulas forma vai konformācija ietekmē tās polarizējamību. Tas ir tāpat kā bloku savienošana vai videospēļu Tetris spēlēšana, kas pirmo reizi tika ieviesta 1984. gadā, un ietver flīžu saskaņošanu. Dažas formas, protams, sakrīt labāk nekā citas.
Londonas izkliedes spēku sekas
Polarizācija ietekmē to, cik viegli atomi un molekulas veido saites savā starpā, tāpēc tā ietekmē arī tādas īpašības kā kušanas temperatūra un viršanas temperatūra. Piemēram, ja uzskatāt, ka Cldivi( hlors ) un Br2 ( broms ), jūs varētu sagaidīt, ka abi savienojumi darbosies līdzīgi, jo tie abi ir halogēni. Tomēr hlors istabas temperatūrā ir gāze, bet broms ir šķidrums. Tas ir tāpēc, ka Londonas dispersijas spēki starp lielākajiem broma atomiem pietuvina tos pietiekami tuvu, lai veidotos šķidrums, savukārt mazākajiem hlora atomiem ir pietiekami daudz enerģijas, lai molekula paliktu gāzveida.