化学では、ロンドン軍は何ですか？

ロンドンの分散力としても知られるロンドンの力は、原子または分子を引き付けるまたは反発する弱い分子間力です。 ドイツの物理学者であるフリッツ・ロンドンにちなんで名付けられました。 これらの相互作用は、瞬間的な双極子が形成されたときに作用します。双極子は、分子の正電荷と負電荷の分離が電子の質量移動によって生じるときに発生します。 ロンドンの力は、非極性分子と極性分子の両方で発生し、化学化合物の物理的状態に影響を与える可能性があります。

双極子は、分子の一部に正味の正電荷があり、別の部分に正味の負電荷がある場合に存在します。 水などの極性分子には、構造全体の電子分布に固有の不均一性があるため、永久双極子があります。 非極性分子にも瞬間的または一時的な双極子が形成される場合があります。 このタイプの双極子は、電子が集まるときに生成され、電子密度の高い領域に正味の負電荷を生成し、空の領域に正味の正電荷を残します。

双極子を持つ分子間に作用する力は、総称してファンデルワールス力として知られています。 ロンドン軍はファンデルワールス軍の一種です。 瞬間双極子を持つ分子が互いに近づくと、同じ電荷の領域が互いに反発し、反対の電荷の領域が互いに引き付けます。 また、1つの分子の一時的な双極子は、別の分子の電子分布を静電力により誘導された双極子に形作ることがあります。

ロンドンの力は、非極性の分子または原子間に作用する唯一の分子間力です。 塩素、臭素、二酸化炭素はすべて、これらの力によって相互作用が形成される分子の例です。 極性分子では、ロンドンの力が他のファンデルワールスの力に加えて作用する場合がありますが、全体的な効果は最小限です。

分子間のロンドンの力の強さは、各分子の電子の形状と数によって決まります。 細長い形状の人は、電荷のより大きな分離を経験することができ、より強力なロンドンの力を生み出します。 また、電子の数が多いと分子全体の電荷の電位差が大きくなるため、電子が多い大きな分子は小さな分子よりもロンドンの力が強くなる傾向があります。

化学物質の物理的特性は、分散力の強度によって大きく影響を受ける可能性があります。 例えば、ネオペンタンは室温で気体として存在しますが、まったく同じ数と種類の原子を含む別の化学物質であるn-ペンタンは液体です。 違いは分子の形状によるものです。 両方の化合物は非極性ですが、 n-ペンタン分子は細長い形状を持っているため、ロンドンの力が強くなり、接触する能力が高まります。 同様に、臭素は、塩素がそうするよりも液体を形成しやすいです。なぜなら、臭素は、より大きな分子であるため、塩素よりも強いロンドン力を持っているからです。