Vad är London-krafter inom kemi?
Londonkrafter, även kända som Londons spridningskrafter, är svaga intermolekylära krafter som lockar till eller avvisar atomer eller molekyler. De är uppkallad efter Fritz London, en tysk fysiker. Dessa interaktioner kommer in i spelet när momentana dipoler bildas, vilket händer när en separering av positiv och negativ laddning över en molekyl skapas av elektronernas massrörelse. 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 negativ nettoladdning Polära molekyler, såsom vatten, har permanenta dipoler på grund av en inneboende ojämnhet i elektronfördelning över deras strukturer. Omedelbara eller temporära dipoler kan också bildas i icke-polära molekyler. Denna typ av dipol skapas när elektroner samlas, vilket skapar en negativ nettoladdning i området med större elektrondensitet och lämnar det utrymme med en nettopositiv laddning.
De krafter som verkar mellan molekyler med dipoler är gemensamt kända som van der Waals-krafter. Londons styrkor är en typ av Van der Waals-styrkan. När molekyler med omedelbara dipoler kommer nära varandra, stöter områden med likadana laddningar varandra och de med motsatt laddning lockar varandra. Den temporära dipolen i 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 Londonkrafter agera utöver de andra van der Waals-krafterna, men deras totala effekt är minimal.
Styrkan i Londonkrafter mellan molekyler bestäms av formen och antalet elektroner i varje molekyl. De med långsträckta former kan uppleva en större laddningsseparation 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 laddning över molekylen.
Kemikaliens fysiska egenskaper kan påverkas djupt av styrkan hos spridningskrafter. Till exempel existerar 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 molekylform. Även om båda föreningarna är icke-polära, har n- pentanmolekyler en långsträckt form som ger dem starkare Londonkrafter och en större förmåga att ta kontakt. På liknande sätt är det lättare för brom att bilda en vätska än för klor att göra det, eftersom brom, som den större molekylen, har starkare Londonkrafter än klor.