Londra dağılım kuvvetleri nedir ve nasıl çalışırlar?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


London dispersiyon kuvvetleri, zayıf van der Waals moleküller arası kuvvetlerin özel bir tipidir . Aslında, moleküller arası etkileşimlerin en zayıfını temsil ederler. Birbirlerine çok yakın olduklarında herhangi bir molekül veya atom çifti arasında ortaya çıkan kısa menzilli çekici kuvvetlerdir. Bu tür etkileşimler, komşu moleküller üzerindeki diğer anlık dipolleri çeken moleküllerin yüzeyindeki anlık dipollerin varlığından oluşur.

Bu kadar zayıf kuvvetler olarak, iyonik bileşiklerde ve polar moleküllerde ölçmek veya gözlemlemek zordur , çünkü bunlar onları maskeleyen daha güçlü etkileşimlerin başka türlerini sunar. London kuvvetlerinin yalnızca polar olmayan moleküllerde ve soy gazlar gibi tek atomlu türlerde ölçülebilir bir şekilde tezahür etmesinin nedeni budur.

Aslında, London dispersiyon kuvvetleri soy gazlar ve apolar moleküller tarafından sergilenen tek moleküller arası (veya atomlar arası) etkileşim türüdür, çünkü bunlar hidrojen bağları (önceden köprüler), hidrojen), dipol-dipol veya indüklenmiş dipol-dipol etkileşimleri.

Son olarak, soy gaz atomlarının ve polar olmayan moleküllerin çok düşük sıcaklıklarda bile sıvı oluşturmak veya katılaşmak için yoğunlaşabilmesinden Londra kuvvetlerinin sorumlu olduğu söylenebilir.

Londra kuvvetleri nasıl çalışır?

Diğer tüm moleküller arası etkileşim biçimleri gibi, London dispersiyon kuvvetleri de elektrostatik çekim kuvvetleridir.

Bununla birlikte, şu soruyu sormaya değer: nötr ve apolar atomlar veya moleküller arasında elektrostatik çekim kuvvetleri olması nasıl mümkün olabilir?

Bu sorunun cevabı, elektronların çekirdek etrafında ve kimyasal bağlar boyunca sürekli hareket halinde olduğu gerçeğiyle ilgilidir. Çok hızlı hareket etmelerine ve ortalama olarak eşit dağılmalarına rağmen, kısa bir süre içinde çekirdeğin veya bağın bir tarafında diğerinden daha fazla elektron bulunabilir. . Sonuç olarak, bir elektrik dipolü oluşur, çünkü atomun (veya molekülün) bir kısmı aşırı pozitif yüke sahipken, diğer kısmı fazla negatif yüke sahip olacaktır.

Elektronların çekirdek etrafındaki tekdüze olmayan anlık dağılımı nedeniyle anlık dipol oluşumu

Bu dipoller çok kısa süre dayandıkları için anlık dipoller olarak adlandırılırlar, ancak bir molekülün veya nötr bir atomun herhangi bir yerinde oluşabilirler . İki molekül birbirine çok yakın olduğunda, moleküllerden birinde kendiliğinden bir dipol oluşumu, diğer molekülde ikinci bir dipol oluşumunu indükler, böylece iki dipol arasında tam olarak Londra dağılma kuvveti olan çekici bir kuvvet oluşturur. .

Londra kuvvetlerinin bu kadar zayıf olmasının nedeni, çekimden sorumlu dipollerin çok kısa olması ve sürekli olarak görünüp kaybolmasıdır. Bununla birlikte, belirli bir zamanda birden fazla anlık dipol oluşabilir, bu nedenle bir tarafta bazı dipoller kaybolurken, diğer tarafta iki molekülü veya iki atomu bir arada tutan diğerleri görünebilir.

Londra dağılım kuvvetlerinin belirleyicileri

Hidrojen bağlarının, dipol-dipol etkileşimlerinin ve diğerlerinin ne kadar güçlü olduğunu belirleyen birçok faktör olduğu gibi, London kuvvetlerinin ne zaman daha güçlü veya daha zayıf olduğunu belirlemenize olanak tanıyan faktörler de vardır:

Atom ne kadar büyükse, London dispersiyon kuvvetleri de o kadar büyük olur.

Atomlar ne kadar büyükse, değerlik elektronları çekirdekten o kadar uzaktadır, bu yüzden ona daha gevşek bir şekilde bağlanırlar. Bu, indüklenmiş dipoller oluşturmak için elektron bulutlarını eğmeyi kolaylaştırır. Başka bir deyişle, bu atomlar daha polarize olabilir.

Bir atom ne kadar kutuplaşabilirse, oluşturulabilecek indüklenmiş dipoller o kadar büyüktür, bu nedenle iki atom arasındaki London kuvvetleri o kadar büyüktür. Bu nedenle, tüm halojenler aynı şekle sahip apolar iki atomlu moleküller oluşturmalarına rağmen oda sıcaklığında brom sıvı, klor ve flor gaz ve iyot katıdır.

temas yüzeyi

Genel bir kural olarak, iki molekül arasındaki temas yüzeyi ne kadar büyükse, aralarındaki London dispersiyon kuvvetleri de o kadar büyük olur.

Bunun olmasının nedeni, iki molekül (veya hatta herhangi iki yüzey) arasındaki temas yüzeyi ne kadar büyük olursa, herhangi bir zamanda daha anlık dipollerin oluşmasıdır. Anlık dipoller çok zayıf olmalarına rağmen, belirli bir zamanda toplanan birçok anlık dipolün oluşumu, iki molekül arasında büyük bir net çekim kuvveti oluşturur.

Alkanların lineer izomerlerinin dallı muadillerinden her zaman daha yüksek kaynama ve erime noktalarına sahip olmasının nedeni budur, çünkü bir bileşik ne kadar az dallanmışsa o kadar uzun olur ve bu nedenle diğeriyle temas yüzeyi o kadar büyük olur. benzer molekül.

Referanslar

Brown, T. (2021). Kimya: Merkezi Bilim. (11. baskı). Londra, İngiltere: Pearson Education.

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS ve Herranz, ZR (2020). Kimya (10. baskı). New York, NY: MCGRAW-HILL.

Rutherford, J. (2005). van der Waals Bağları ve İnert Gazlar. Yoğun Madde Fiziği Ansiklopedisi , 286–290. https://doi.org/10.1016/b0-12-369401-9/00407-1

-Reklamcılık-

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

Artículos relacionados