En química, ¿qué son las fuerzas de Londres?
Las fuerzas de Londres, también conocidas como fuerzas de dispersión de Londres, son fuerzas intermoleculares débiles que atraen o repelen átomos o moléculas. Ellos llevan el nombre de Fritz London, un físico alemán. Estas interacciones entran en juego cuando se forman dipolos instantáneos, lo que sucede cuando el movimiento de masas de electrones crea una separación de carga positiva y negativa a través de una molécula. Las fuerzas de Londres ocurren tanto en moléculas polares como no polares y pueden afectar el estado físico de un compuesto químico.
Un dipolo existe cuando parte de la molécula tiene una carga neta positiva y otra parte tiene una carga neta negativa. Las moléculas polares, como el agua, tienen dipolos permanentes debido a una desigualdad inherente en la distribución de electrones a través de sus estructuras. Los dipolos instantáneos o temporales también pueden formarse en moléculas no polares. Este tipo de dipolo se crea cuando los electrones se congregan, creando una carga negativa neta en el área de mayor densidad de electrones y dejando el área desocupada con una carga positiva neta.
Las fuerzas que actúan entre moléculas con dipolos se conocen colectivamente como fuerzas de van der Waals. Las fuerzas de Londres son un tipo de fuerza de Van der Waals. Cuando las moléculas con dipolos instantáneos se acercan entre sí, las áreas de carga similar se repelen entre sí y las de carga opuesta se atraen entre sí. El dipolo temporal de una molécula también puede dar forma a la distribución electrónica de otra molécula en un dipolo inducido a través de la fuerza electrostática.
Las fuerzas de Londres son las únicas fuerzas intermoleculares que actúan entre moléculas o átomos que no son polares. El cloro, el bromo y el dióxido de carbono son ejemplos de moléculas cuyas interacciones están formadas por estas fuerzas. En las moléculas polares, las fuerzas de Londres pueden actuar además de las otras fuerzas de van der Waals, pero su efecto general es mínimo.
La fuerza de las fuerzas de Londres entre las moléculas está determinada por la forma y el número de electrones en cada molécula. Aquellos con formas alargadas pueden experimentar una mayor separación de carga, creando fuerzas más fuertes de Londres. Las moléculas más grandes con más electrones también tienden a tener fuerzas de Londres más fuertes que las más pequeñas, ya que la mayor cantidad de electrones permite una mayor diferencia de potencial en la carga a través de la molécula.
Las características físicas de los productos químicos pueden verse profundamente afectadas por la fuerza de las fuerzas de dispersión. Por ejemplo, el neopentano existe como un gas a temperatura ambiente, mientras que el n- pentano, otro químico que contiene exactamente el mismo número y tipo de átomos, es un líquido. La diferencia se debe a la forma molecular. Aunque ambos compuestos son no polares, las moléculas de n- pentano tienen una forma alargada que les da fuerzas de Londres más fuertes y una mayor capacidad para hacer contacto. Del mismo modo, es más fácil que el bromo forme un líquido que el cloro, porque el bromo, como molécula más grande, tiene fuerzas de Londres más fuertes que el cloro.