En chimie, que sont les forces londoniennes?
Les forces de London, également connues sous le nom de forces de dispersion de London, sont des forces intermoléculaires faibles qui attirent ou repoussent des atomes ou des molécules. Ils portent le nom de Fritz London, un physicien allemand. Ces interactions entrent en jeu lors de la formation de dipôles instantanés, ce qui se produit lorsqu'une séparation des charges positives et négatives d'une molécule est créée par le mouvement de masse des électrons. Les forces de London se manifestent à la fois dans les molécules non polaires et polaires et peuvent affecter l'état physique d'un composé chimique.
Un dipôle existe lorsqu'une partie de la molécule a une charge positive nette et qu'une autre partie a une charge négative nette. Les molécules polaires, telles que l'eau, ont des dipôles permanents en raison d'une inégalité inhérente dans la distribution des électrons dans leurs structures. Des dipôles instantanés ou temporaires peuvent également se former dans des molécules non polaires. Ce type de dipôle est créé lorsque les électrons se rassemblent, créant une charge négative nette dans la zone de densité d'électrons supérieure et laissant à la zone laissée vacante une charge positive nette.
Les forces agissant entre les molécules avec des dipôles sont collectivement appelées forces de van der Waals. Les forces londoniennes sont un type de force de Van der Waals. Lorsque des molécules à dipôles instantanés se rapprochent, des zones de charge similaire se repoussent et celles de charge opposée s'attirent. Le dipôle temporaire d'une molécule peut également façonner la distribution électronique d'une autre molécule en un dipôle induit par le biais d'une force électrostatique.
Les forces de London sont les seules forces intermoléculaires agissant entre des molécules ou des atomes non polaires. Le chlore, le brome et le dioxyde de carbone sont tous des exemples de molécules dont les interactions sont façonnées par ces forces. Dans les molécules polaires, les forces de London peuvent agir en plus des autres forces de van der Waals, mais leur effet global est minime.
La force des forces de London entre les molécules est déterminée par la forme et le nombre d'électrons dans chaque molécule. Ceux avec des formes allongées peuvent éprouver une plus grande séparation des charges, créant des forces de Londres plus fortes. Les grandes molécules avec plus d'électrons ont également tendance à avoir des forces de London plus fortes que les plus petites, car le plus grand nombre d'électrons permet une plus grande différence potentielle de charge à travers la molécule.
Les caractéristiques physiques des produits chimiques peuvent être profondément affectées par la force des forces de dispersion. Par exemple, le néopentane existe sous forme de gaz à la température ambiante, tandis que le n- pentane, un autre produit chimique qui contient exactement le même nombre et le même type d'atomes, est un liquide. La différence est due à la forme moléculaire. Bien que les deux composés soient non polaires, les molécules de n- pentane ont une forme allongée qui leur confère des forces de London plus fortes et une plus grande capacité de contact. De même, il est plus facile pour le brome de former un liquide que pour le chlore, car le brome, en tant que molécule plus grosse, a des forces de London plus fortes que le chlore.