Co je v Londýně chemie?

Londýnské síly, také známé jako londýnské disperzní síly, jsou slabé mezimolekulární síly, které přitahují nebo odpuzují atomy nebo molekuly. Jmenují se po německé fyzice Fritz London. Tyto interakce vstupují do hry, když se tvoří okamžité dipóly, k čemuž dochází, když je hromadným pohybem elektronů vytvořeno oddělení kladného a záporného náboje přes molekulu. Londýnské síly se vyskytují v nepolárních i polárních molekulách a mohou ovlivnit fyzický stav chemické sloučeniny.

Dipol existuje, když část molekuly má čistý kladný náboj a jiná část má čistý záporný náboj. Polární molekuly, jako je voda, mají trvalé dipóly kvůli neodmyslitelné nerovnoměrnosti v distribuci elektronů přes jejich struktury. V nepolárních molekulách se mohou tvořit také okamžité nebo dočasné dipóly. Tento typ dipólu se vytvoří, když se elektrony shromáždí, vytvoří čistý záporný náboj v oblasti vyšší hustoty elektronů a ponechá uvolněnou oblast s čistým kladným nábojem.

Síly působící mezi molekulami s dipoly jsou souhrnně známé jako van der Waalsovy síly. Londýnské síly jsou typem Van der Waalsovy síly. Když se molekuly s okamžitými dipóly přiblíží k sobě, oblasti podobného náboje se navzájem odpuzují a oblasti s opačným nábojem se navzájem přitahují. Dočasný dipól jedné molekuly může také tvarovat distribuci elektronů jiné molekuly do indukovaného dipolu elektrostatickou silou.

Londýnské síly jsou jediné intermolekulární síly působící mezi molekulami nebo atomy, které jsou nepolární. Chlor, brom a oxid uhličitý jsou příklady molekul, jejichž interakce jsou těmito silami formovány. V polárních molekulách mohou londýnské síly působit vedle ostatních van der Waalsových sil, ale jejich celkový účinek je minimální.

Síla londýnských sil mezi molekulami je určena tvarem a počtem elektronů v každé molekule. Ti s podlouhlými tvary mohou zažít větší oddělení náboje a vytvářet silnější londýnské síly. Větší molekuly s více elektrony mají také tendenci mít silnější londýnské síly než menší, protože větší počet elektronů umožňuje větší potenciální rozdíl v náboji v molekule.

Fyzikální vlastnosti chemikálií mohou být silně ovlivněny silou rozptylových sil. Například neopentan existuje jako plyn při pokojové teplotě, zatímco n- pentan, další chemikálie, která obsahuje přesně stejný počet a typy atomů, je kapalina. Rozdíl je způsoben molekulárním tvarem. Ačkoli obě sloučeniny jsou nepolární, n- pentanové molekuly mají podlouhlý tvar, který jim dává silnější londýnské síly a větší schopnost navázat kontakt. Podobně je pro brom jednodušší vytvořit kapalinu, než je tomu u chloru, protože bróm, jako větší molekula, má silnější londýnské síly než chlór.