Londons spredningsstyrke er en svag intermolekylær styrke mellem to atomer eller molekyler i nærheden af hinanden. Kraften er en kvantekraft genereret af elektron frastødelse mellem elektronskyer af to atomer eller molekyler, når de nærmer sig hinanden.
London-spredningsstyrken er den svageste af van der Waals styrker og er den kraft, der forårsager upolære atomer eller molekyler til kondensere ind i væsker eller faststoffer som temperatur sænkes. Selvom det er svagt af de tre van der Waals-kræfter (orientering, induktion og spredning), er spredningskræfterne normalt dominerende. Undtagelsen er for små, let polariserede molekyler, såsom vandmolekyler.
Styrken får sit navn, fordi Fritz London først forklarede, hvordan ædelgasatomer kunne tiltrækkes til hinanden i 1930. Hans forklaring var baseret på andenordens forstyrrelsesteori. Londons styrker (LDF) er også kendt som spredningskræfter, øjeblikkelige dipolstyrker eller inducerede dipolstyrker. Londons spredningsstyrker kan undertiden løst omtales som van der Waals-styrker.
Årsager til London-spredningskræfter
Når du tænker på elektroner omkring et atom, ser du sandsynligvis små bevægelige prikker, der er ligeligt fordelt omkring atomkernen. Elektroner er imidlertid altid i bevægelse, og nogle gange er der mere på den ene side af et atom end på den anden. Dette sker omkring ethvert atom, men det er mere udtalt i forbindelser, fordi elektroner føler det attraktive træk i protonerne fra de nærliggende atomer. Elektronerne fra to atomer kan arrangeres, så de producerer midlertidige (øjeblikkelige) elektriske dipoler. Selvom polarisationen er midlertidig, er det nok til at påvirke den måde, atomer og molekyler interagerer med hinanden. Gennem induktiv effekt, eller -I Effekt, der opstår en permanent polariseringstilstand.
Fakta fra London Dispersion Force
Spredningskræfter forekommer mellem alle atomer og molekyler, uanset om de er polære eller ikke-polære. Kræfterne kommer i spil, når molekylerne er meget tæt på hinanden. Imidlertid er London-spredningskræfter generelt stærkere mellem let polariserede molekyler og svagere mellem molekyler, der ikke er let polariserede.
Størrelsen af kraften er relateret til molekylets størrelse. Spredningskræfter er stærkere for større og tungere atomer og molekyler end for mindre og lettere. Dette skyldes, at valenselektroner er længere væk fra kernen i store atomer / molekyler end i små, så de er ikke så tæt bundet til protonerne.
Formen eller konformationen af et molekyle påvirker dets polariserbarhed. Det er som at montere blokke eller spille Tetris, et videospil - først introduceret i 1984 - der involverer matchende fliser. Nogle former vil naturligvis være bedre end andre.
Konsekvenser af London Dispersion Forces
Polariserbarheden påvirker, hvor let atomer og molekyler danner bindinger med hinanden, så det påvirker også egenskaber som smeltepunkt og kogepunkt. Hvis du f.eks. Overvejer Cl2 (chlor) og Br2 (brom), kan du forvente, at de to forbindelser opfører sig på lignende måde, fordi de begge er halogener. Alligevel er klor en gas ved stuetemperatur, mens brom er en væske. Dette skyldes, at Londons spredningskræfter mellem de større bromatomer bringer dem tæt nok til dannelse af en væske, mens de mindre kloratomer har nok energi til, at molekylet forbliver gasformigt.