Hva er London -styrker i kjemi?

London -styrker, også kjent som London -spredningskrefter, er svake intermolekylære krefter som tiltrekker eller frastøter atomer eller molekyler. De er oppkalt etter Fritz London, en tysk fysiker. Disse interaksjonene spiller inn når det dannes øyeblikkelig dipoler, noe som skjer når en separasjon av positiv og negativ ladning over et molekyl opprettes av massebevegelsen av elektroner. London -krefter forekommer i både ikke -polare og polare molekyler og kan påvirke en kjemisk forbindelses fysiske tilstand.

Det eksisterer en dipol når en del av molekylet er har en netto positiv ladning og en annen del har en netto negativ ladning. Polare molekyler, for eksempel vann, har permanente dipoler på grunn av en iboende ujevnhet i elektronfordeling på tvers av strukturene. Øyeblikkelig eller midlertidige dipoler kan også dannes i ikke -polare molekyler. Denne typen dipol opprettes når elektroner samles, og skaper en netto negativ ladning i området med større elektrontetthet og forlater det fraflyttede området med et nettpositiv ladning.

Kreftene som virker mellom molekyler med dipoler er samlet kjent som van der Waals -krefter. London -styrker er en type van der Waals styrke. Når molekyler med øyeblikkelige dipoler kommer i nærheten av hverandre, avviser områder med lignende lading hverandre og de med motsatt ladning tiltrekker hverandre. Den midlertidige dipolen til ett molekyl kan også forme elektronfordelingen av et annet molekyl til en indusert dipol gjennom elektrostatisk kraft.

London -krefter er de eneste intermolekylære kreftene som virker mellom molekyler eller atomer som er ikke -polare. Klor, brom og karbondioksid er alle eksempler på molekyler hvis interaksjoner er formet av disse kreftene. I polare molekyler kan London -styrker virke i tillegg til de andre van der Waals -styrkene, men deres samlede effekt er minimal.

Styrken til London -styrker mellom molekyler bestemmes avform og antall elektroner i hvert molekyl. De med langstrakte former kan oppleve en større separasjon av ladning, og skape sterkere London -styrker. Større molekyler med flere elektroner har også en tendens til å ha sterkere London -styrker enn mindre, siden det større antall elektroner gir en større potensiell ladningsforskjell over molekylet.

Fysiske egenskaper ved kjemikalier kan påvirkes dypt av styrken til spredningskrefter. For eksempel eksisterer neopentan som en gass ved romtemperatur, mens n -pentan, et annet kjemikalie som inneholder nøyaktig samme antall og atomer, er en væske. Forskjellen skyldes molekylær form. Selv om begge forbindelsene er ikke-polare, har n -pentanmolekyler en langstrakt form som gir dem sterkere London-styrker og en større evne til å få kontakt. Tilsvarende er det lettere for brom å danne en væske enn det er for klor å gjøre det, fordi brom, som det større molekylet, har sterkere London -styrker enn klor gjør.