În chimie, ce sunt forțele londoneze?

Forțele londoneze, cunoscute și ca forțe de dispersie londoneze, sunt forțe intermoleculare slabe care atrag sau resping atomi sau molecule. Ei poartă numele după Fritz London, un fizician german. Aceste interacțiuni intră în joc atunci când se formează dipoli instantanei, ceea ce se întâmplă atunci când o separare a sarcinii pozitive și negative într-o moleculă este creată de mișcarea în masă a electronilor. Forțele londoneze apar atât în ​​moleculele nepolare, cât și în cele polare și pot afecta starea fizică a unui compus chimic.

Un dipol există atunci când o parte a moleculei are o sarcină pozitivă netă, iar o altă parte are o sarcină negativă netă. Moleculele polare, cum ar fi apa, au dipoli permanenți datorită unei neuniformități inerente în distribuția electronilor în structurile lor. În moleculele nepolare se pot forma și dipoli instantanei sau temporari. Acest tip de dipol este creat atunci când electronii se adună, creând o sarcină negativă netă în zona cu densitate de electroni mai mare și lăsând zona liberă cu o sarcină pozitivă netă.

Forțele care acționează între moleculele cu dipoli sunt cunoscute în mod colectiv ca forțe van der Waals. Forțele londoneze sunt un tip de forță Van der Waals. Când moleculele cu dipoli instantanei se apropie unele de altele, zonele cu sarcină similară se resping unele pe altele, iar cele cu sarcină opusă se atrag reciproc. Dipolul temporar al unei molecule poate modela, de asemenea, distribuția de electroni a unei alte molecule într-un dipol indus prin forța electrostatică.

Forțele de la Londra sunt singurele forțe intermoleculare care acționează între molecule sau atomi care sunt nepolare. Clorul, bromul și dioxidul de carbon sunt toate exemple de molecule ale căror interacțiuni sunt modelate de aceste forțe. În moleculele polare, forțele londoneze pot acționa în plus față de celelalte forțe van der Waals, dar efectul lor general este minim.

Puterea forțelor de la Londra între molecule este determinată de forma și numărul de electroni din fiecare moleculă. Cei cu forme alungite pot experimenta o separare mai mare a sarcinii, creând forțe londoneze mai puternice. Moleculele mai mari cu mai mulți electroni tind, de asemenea, să aibă forțe londoneze mai puternice decât cele mai mici, deoarece numărul mai mare de electroni permite o diferență de potențial mai mare în sarcină în cadrul moleculei.

Caracteristicile fizice ale substanțelor chimice pot fi profund afectate de puterea forțelor de dispersie. De exemplu, neopentanul există ca gaz la temperatura camerei, în timp ce n-pentanul, o altă substanță chimică care conține exact același număr și același tip de atomi, este un lichid. Diferența se datorează formei moleculare. Deși ambii compuși sunt nepolari, moleculele de n-pentan au o formă alungită care le oferă forțe londoneze mai puternice și o capacitate mai mare de a face contact. În mod similar, este mai ușor pentru brom să formeze un lichid decât pentru clor, deoarece bromul, ca moleculă mai mare, are forțe londoneze mai puternice decât are clorul.