लंदन फैलाव बल क्या हैं और वे कैसे काम करते हैं?

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लंदन फैलाव बल एक विशेष प्रकार के कमजोर वैन डेर वाल्स इंटरमॉलिक्युलर बल हैं । वास्तव में, वे सभी के सबसे कमजोर इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन का प्रतिनिधित्व करते हैं। वे एक प्रकार की लघु-श्रेणी की आकर्षक शक्तियाँ हैं जो अणुओं या परमाणुओं के किसी भी जोड़े के बीच उत्पन्न होती हैं जब वे एक-दूसरे के बहुत करीब होते हैं। इस प्रकार की अन्योन्य क्रियाएँ अणुओं की सतह पर तात्क्षणिक द्विध्रुवों की उपस्थिति से बनती हैं जो पड़ोसी अणुओं पर अन्य तात्क्षणिक द्विध्रुवों को आकर्षित करते हैं।

ऐसी कमजोर ताकतें होने के कारण, उन्हें आयनिक यौगिकों और ध्रुवीय अणुओं में मापना या निरीक्षण करना मुश्किल होता है , क्योंकि ये अन्य प्रकार के मजबूत इंटरैक्शन पेश करते हैं जो उन्हें छिपाते हैं। यही कारण है कि लंदन बल केवल गैर-ध्रुवीय अणुओं और एकपरमाण्विक प्रजातियों जैसे महान गैसों में एक औसत दर्जे के तरीके से प्रकट होते हैं।

वास्तव में, लंदन फैलाव बल एकमात्र प्रकार की इंटरमॉलिक्युलर (या इंटरएटोमिक) इंटरैक्शन हैं जो नोबल गैसों और एपोलर अणुओं द्वारा प्रदर्शित होते हैं, क्योंकि ये मजबूत प्रकार के इंटरैक्शन जैसे हाइड्रोजन बांड (पूर्व में पुलों) को प्रदर्शित नहीं करते हैं। हाइड्रोजन), द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय या प्रेरित द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाएँ।

अंत में, यह कहा जा सकता है कि लंदन की सेनाएं इस तथ्य के लिए जिम्मेदार हैं कि महान गैस परमाणु और गैर-ध्रुवीय अणु बहुत कम तापमान पर भी तरल पदार्थ या जमने के लिए संघनित हो सकते हैं।

लंदन सेना कैसे काम करती है?

इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन के अन्य सभी रूपों की तरह, लंदन फैलाव बल भी इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के बल हैं।

हालांकि, यह सवाल पूछने लायक है: यह कैसे संभव है कि तटस्थ और ध्रुवीय परमाणुओं या अणुओं के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण बल हैं?

इस प्रश्न का उत्तर इस तथ्य से संबंधित है कि इलेक्ट्रॉन नाभिक के चारों ओर और रासायनिक बंधों के साथ निरंतर गति में हैं। इस तथ्य के बावजूद कि वे बहुत तेज़ी से चलते हैं और औसतन समान रूप से वितरित होते हैं, यह हो सकता है कि, थोड़े समय के दौरान, नाभिक के एक तरफ या बांड के एक तरफ दूसरे की तुलना में अधिक इलेक्ट्रॉन हों . परिणामस्वरूप, एक विद्युत द्विध्रुव बनता है, क्योंकि परमाणु (या अणु) के एक भाग में सकारात्मक आवेशों की अधिकता होगी, जबकि दूसरे भाग में ऋणात्मक आवेशों की अधिकता होगी।

नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों के गैर-समान क्षणिक वितरण के कारण तात्कालिक द्विध्रुव निर्माण

इन द्विध्रुवों को तात्क्षणिक द्विध्रुव कहा जाता है क्योंकि ये बहुत कम समय तक चलते हैं, लेकिन ये अणु या तटस्थ परमाणु में कहीं भी बन सकते हैं। जब दो अणु एक-दूसरे के बहुत करीब होते हैं, तो अणुओं में से एक में द्विध्रुव का स्वतःस्फूर्त गठन दूसरे अणु में दूसरे द्विध्रुव के निर्माण को प्रेरित करता है, इस प्रकार दो द्विध्रुवों के बीच एक आकर्षक बल उत्पन्न होता है, जो ठीक लंदन फैलाव बल है। .

लंदन की सेना इतनी कमजोर क्यों है इसका कारण यह है कि आकर्षण के लिए जिम्मेदार द्विध्रुव बहुत संक्षिप्त हैं और लगातार दिखाई देते हैं और गायब हो जाते हैं। हालाँकि, एक निश्चित समय में कई तात्कालिक द्विध्रुव बन सकते हैं, इसलिए जब एक तरफ कुछ द्विध्रुव गायब हो जाते हैं, तो दूसरी तरफ दो अणुओं या दो परमाणुओं को एक साथ पकड़े हुए दिखाई दे सकते हैं।

लंदन फैलाव बलों के निर्धारक

जिस तरह कई कारक हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि हाइड्रोजन बांड, द्विध्रुवीय-द्विध्रुवीय अंतःक्रियाएं और बाकी सभी कितने मजबूत हैं, ऐसे कारक भी हैं जो आपको यह निर्धारित करने की अनुमति देते हैं कि लंदन बल कब मजबूत या कमजोर हैं:

जितना बड़ा परमाणु, उतना ही बड़ा लंदन फैलाव बल।

परमाणु जितने बड़े होते हैं, उनके वैलेंस इलेक्ट्रॉन नाभिक से उतने ही दूर होते हैं, इसलिए वे इससे अधिक शिथिल रूप से बंधे होते हैं। इससे प्रेरित द्विध्रुव उत्पन्न करने के लिए इलेक्ट्रॉन बादलों को ताना देना आसान हो जाता है। दूसरे शब्दों में, ये परमाणु अधिक ध्रुवीकरण योग्य होते हैं।

एक परमाणु जितना अधिक ध्रुवीकरण योग्य होता है, उतने ही अधिक प्रेरित द्विध्रुव बन सकते हैं, इसलिए दो परमाणुओं के बीच लंदन बल भी उतना ही अधिक होता है। यही कारण है कि, कमरे के तापमान पर, ब्रोमीन एक तरल है जबकि क्लोरीन और फ्लोरीन गैसें हैं, और आयोडीन एक ठोस है, इस तथ्य के बावजूद कि सभी हैलोजन समान आकार के गैर-ध्रुवीय डायटोमिक अणु बनाते हैं।

सतह संपर्क

एक सामान्य नियम के रूप में, दो अणुओं के बीच संपर्क सतह जितनी अधिक होगी, उनके बीच लंदन फैलाव बल उतना ही अधिक होगा।

ऐसा होने का कारण यह है कि दो अणुओं (या किन्हीं दो सतहों) के बीच संपर्क सतह जितनी बड़ी होगी, किसी एक समय में उतने ही अधिक तात्क्षणिक द्विध्रुव बनेंगे। हालांकि तात्क्षणिक द्विध्रुव बहुत कमजोर होते हैं, कई तात्क्षणिक द्विध्रुवों का निर्माण जो एक निश्चित समय पर जुड़ते हैं, दो अणुओं के बीच आकर्षण का एक बड़ा शुद्ध बल बनाता है।

यही कारण है कि अल्केन्स के रेखीय समावयवों में हमेशा उनके शाखित समकक्षों की तुलना में अधिक क्वथनांक और गलनांक होता है, क्योंकि एक यौगिक जितना कम शाखित होता है, उतना ही लंबा होगा और इसलिए, संपर्क सतह जितनी अधिक होगी। समान अणु।

संदर्भ

ब्राउन, टी। (2021)। रसायन विज्ञान: केंद्रीय विज्ञान। (11 वां संस्करण।)। लंदन, इंग्लैंड: पियर्सन एजुकेशन।

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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