Kas ir Londonas spēki ķīmijā?

Dipols pastāv, ja molekulas daļai ir neto pozitīvs lādiņš, bet citai daļai ir neto negatīvs lādiņš. Polārajām molekulām, piemēram, ūdenim, ir pastāvīgi dipoli elektronu sadalījuma nevienmērīguma dēļ to struktūrās. Nepolārās molekulās var veidoties arī momentāni vai īslaicīgi dipoli. Šāda veida dipols rodas, kad elektroni pulcējas, radot neto negatīvu lādiņu lielāka elektronu blīvuma zonā un atstājot atbrīvoto zonu ar tīro pozitīvo lādiņu.

Spēki, kas darbojas starp molekulām ar dipoliem, ir kopīgi pazīstami kā van der Vāls spēki. Londonas spēki ir Van der Vālsa spēku veids. Kad molekulas ar momentāniem dipoliem tuvojas viena otrai, līdzīga lādiņa apgabali viens otru atgrūž un pretēja lādiņa apgabali piesaista viens otru. Vienas molekulas pagaidu dipols var arī veidot citas molekulas elektronu sadalījumu inducētā dipolā, izmantojot elektrostatisko spēku.

Londonas spēki ir vienīgie starpmolekulārie spēki, kas darbojas starp nepolāriem molekulām vai atomiem. Hlors, broms un oglekļa dioksīds ir molekulu piemēri, kuru mijiedarbību veido šie spēki. Polārajās molekulās Londonas spēki var darboties papildus citiem van der Vālsa spēkiem, taču to kopējā ietekme ir minimāla.

Londonas spēku starp molekulām nosaka katras molekulas forma un elektronu skaits. Tie, kuriem ir iegarenas formas, var izjust lielāku lādiņa atdalīšanu, radot spēcīgākus Londonas spēkus. Lielākām molekulām ar vairāk elektronu arī mēdz būt spēcīgāki Londonas spēki nekā mazākām, jo ​​lielāks elektronu skaits nodrošina lielāku potenciālu lādiņa atšķirību visā molekulā.

Izkliedes spēku stiprums var būtiski ietekmēt ķīmisko vielu fizikālās īpašības. Piemēram, neopentāns istabas temperatūrā pastāv kā gāze, savukārt n-pentāns, cita ķīmiska viela, kas satur tieši tādu pašu atomu skaitu un veidu, ir šķidrums. Atšķirība ir molekulārās formas dēļ. Lai gan abi savienojumi ir nepolāri, n-pentāna molekulām ir iegarena forma, kas dod tām spēcīgākus Londonas spēkus un lielāku kontakta spēju. Tāpat bromam ir vieglāk veidot šķidrumu nekā hloram, jo ​​bromam kā lielākajai molekulai ir spēcīgāki Londonas spēki nekā hloram.