U kemiji, što su londonske sile?

Londonske sile, također poznate kao Londonske disperzijske sile, slabe su intermolekularne sile koje privlače ili odbijaju atome ili molekule. Ime su dobili po Fritzu Londonu, njemačkom fizičaru. Ove interakcije dolaze u igru ​​kada se formiraju trenutni dipoli, što se događa kada se gibanjem mase elektrona stvori razdvajanje pozitivnog i negativnog naboja preko molekule. Londonske sile se javljaju u nepolarnim i polarnim molekulama i mogu utjecati na fizičko stanje kemijskog spoja.

Dipol postoji kada dio molekule ima neto pozitivan naboj, a drugi dio ima neto negativan naboj. Polarne molekule, poput vode, imaju trajne dipole zbog inherentne neravnomjernosti u distribuciji elektrona u njihovim strukturama. Trenutni ili privremeni dipoli također mogu nastati u nepolarnim molekulama. Ova vrsta dipola nastaje kada se elektroni skupljaju, stvarajući neto negativni naboj u području veće gustoće elektrona i ostavljajući ispražnjeno područje s neto pozitivnim nabojem.

Sile koje djeluju između molekula s dipolima zajednički su poznate kao van der Waalsove sile. Londonske snage su vrsta Van der Waalsovih snaga. Kada se molekule s trenutnim dipolima približe jedna drugoj, područja sličnog naboja međusobno se odbijaju, a ona suprotnog naboja privlače. Privremeni dipol jedne molekule također može oblikovati distribuciju elektrona druge molekule u inducirani dipol putem elektrostatičke sile.

Londonske sile jedine su međumolekularne sile koje djeluju između molekula ili atoma koji su nepolarni. Klor, brom i ugljični dioksid su svi primjeri molekula čije interakcije oblikuju te sile. U polarnim molekulama, londonske sile mogu djelovati uz ostale van der Waalsove sile, ali je njihov ukupni učinak minimalan.

Snaga Londonskih sila između molekula određena je oblikom i brojem elektrona u svakoj molekuli. Oni s izduženim oblicima mogu doživjeti veće odvajanje naboja, stvarajući jače londonske snage. Veće molekule s više elektrona također imaju jače Londonske sile od manjih, budući da veći broj elektrona omogućuje veću razliku potencijala u naboju molekule.

Snaga disperzijskih sila može duboko utjecati na fizičke karakteristike kemikalija. Na primjer, neopentan postoji kao plin na sobnoj temperaturi, dok je n-pentan, druga kemikalija koja sadrži potpuno isti broj i vrste atoma, tekućina. Razlika je zbog molekularnog oblika. Iako su oba spoja nepolarna, molekule n-pentana imaju izdužen oblik koji im daje jače londonske sile i veću sposobnost uspostavljanja kontakta. Slično, bromu je lakše stvoriti tekućinu nego kloru, jer brom, kao veća molekula, ima jače londonske sile od klora.