Vad är London -styrkor i kemi?
London -styrkor, även kända som London -spridningskrafter, är svaga intermolekylära krafter som lockar eller avvisar atomer eller molekyler. De är uppkallad efter Fritz London, en tysk fysiker. Dessa interaktioner spelas in när omedelbara dipoler bildas, vilket händer när en separering av positiv och negativ laddning över en molekyl skapas av massrörelsen av elektroner. Londonkrafter förekommer i både icke -polära och polära molekyler och kan påverka en kemisk förenings fysiska tillstånd.
En dipol finns när en del av molekylen har en nettopositiv laddning och en annan del har en netto negativ laddning. Polära molekyler, såsom vatten, har permanenta dipoler på grund av en inneboende ojämnhet i elektronfördelning över deras strukturer. Omedelbara eller tillfälliga dipoler kan också bildas i icke -polära molekyler. Denna typ av dipol skapas när elektroner samlas, vilket skapar en netto negativ laddning i området med större elektrondensitet och lämnar det lediga området med ett nätpositiv laddning.
Krafterna som verkar mellan molekyler med dipoler kallas kollektivt van der Waals -styrkor. Londonstyrkor är en typ av van der Waals -styrkan. När molekyler med momentana dipoler kommer nära varandra, avvisar områden med liknande laddning varandra och de med motsatt laddning lockar varandra. Den tillfälliga dipolen för en molekyl kan också forma elektronfördelningen av en annan molekyl till en inducerad dipol genom elektrostatisk kraft.
Londonkrafter är de enda intermolekylära krafterna som verkar mellan molekyler eller atomer som är icke -polära. Klor, brom och koldioxid är alla exempel på molekyler vars interaktioner formas av dessa krafter. I polära molekyler kan London -styrkorna agera utöver de andra van der Waals -styrkorna, men deras totala effekt är minimal.
Styrkan hos London -krafter mellan molekyler bestäms avform och antalet elektroner i varje molekyl. De med långsträckta former kan uppleva en större separering av laddning och skapa starkare London -styrkor. Större molekyler med fler elektroner tenderar också att ha starkare Londonkrafter än mindre, eftersom det större antalet elektroner möjliggör en större potentialskillnad i laddningen över molekylen.
Fysiska egenskaper hos kemikalier kan påverkas djupt av styrkan hos spridningskrafter. Till exempel finns neopentan som en gas vid rumstemperatur, medan n -pentan, en annan kemikalie som innehåller exakt samma antal och typer av atomer, är en vätska. Skillnaden beror på molekylär form. Även om båda föreningarna är icke-polära, n -pentanmolekyler har en långsträckt form som ger dem starkare London-krafter och en större förmåga att ta kontakt. På samma sätt är det lättare för brom att bilda en vätska än för klor att göra det, eftersom brom, som den större molekylen, har starkare London -krafter än klor gör.