Las fuerzas de dispersión de Londres, llamadas así por el físico alemán-estadounidense Fritz London, son una de las tres fuerzas intermoleculares de Van der Waals que mantienen unidas las moléculas. Son las más débiles de las fuerzas intermoleculares, pero se fortalecen a medida que los átomos en la fuente de las fuerzas aumentan de tamaño. Mientras que las otras fuerzas de Van der Waals dependen de la atracción electrostática que involucra moléculas con carga polar, las fuerzas de dispersión de Londres están presentes incluso en materiales formados por moléculas neutras.

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Las fuerzas de dispersión de Londres son fuerzas de atracción intermoleculares que mantienen unidas las moléculas. Son una de las tres fuerzas de Van der Waals, pero son la única fuerza presente en materiales que no tienen moléculas de dipolos polares. Son las fuerzas intermoleculares más débiles pero se vuelven más fuertes a medida que aumenta el tamaño de los átomos en una molécula, y juegan un papel en las características físicas de los materiales con átomos pesados.

Fuerzas Van der Waals

Las tres fuerzas intermoleculares descritas por primera vez por el físico holandés Johannes Diderik Van der Waals son fuerzas dipolo-dipolo, fuerzas dipolo inducidas por dipolo y fuerzas de dispersión de Londres. Las fuerzas dipolo-dipolo que involucran un átomo de hidrógeno en la molécula son excepcionalmente fuertes, y los enlaces resultantes se llaman enlaces de hidrógeno. Las fuerzas de Van der Waals ayudan a dar a los materiales sus características físicas al influir en cómo interactúan las moléculas de un material y con qué fuerza se mantienen juntas.

Las uniones intermoleculares que involucran fuerzas dipolares se basan en la atracción electrostática entre moléculas cargadas. Las moléculas dipolo tienen una carga positiva y una negativa en los extremos opuestos de la molécula. El extremo positivo de una molécula puede atraer el extremo negativo de otra molécula para formar un enlace dipolo-dipolo.

Cuando las moléculas neutrales están presentes en el material además de las moléculas dipolo, las cargas de las moléculas dipolo inducen un carga en las moléculas neutrales. Por ejemplo, si el extremo con carga negativa de una molécula dipolo se acerca a una molécula neutra, la carga negativa repele a los electrones, forzándolos a juntarse en el lado más alejado de la molécula neutra. Como resultado, el lado de la molécula neutral cerca del dipolo desarrolla una carga positiva y es atraído por el dipolo. Los enlaces resultantes se llaman enlaces dipolo inducidos por dipolo.

Las fuerzas de dispersión de Londres no requieren una molécula dipolo polar para estar presente y actuar en todos los materiales, pero generalmente son extremadamente débiles. La fuerza es más fuerte para átomos más grandes y más pesados ​​con muchos electrones que para átomos pequeños, y puede contribuir a las características físicas del material.

Detalles de la Fuerza de Dispersión de Londres

La fuerza de dispersión de Londres es definida como una fuerza de atracción débil debido a la formación temporal de dipolos en dos moléculas neutras adyacentes. Los enlaces intermoleculares resultantes también son temporales, pero se forman y desaparecen continuamente, lo que resulta en un efecto global de unión.

Los dipolos temporales se forman cuando los electrones de una molécula neutra se juntan por casualidad en un lado de la molécula. La molécula es ahora un dipolo temporal y puede inducir otro dipolo temporal en una molécula adyacente o ser atraído por otra molécula que ha formado un dipolo temporal por sí mismo.

Cuando las moléculas son grandes con muchos electrones, la probabilidad que los electrones forman una distribución desigual aumenta. Los electrones están más alejados del núcleo y están flojos. Es más probable que se reúnan en un lado de la molécula temporalmente, y cuando se forma un dipolo temporal, los electrones de las moléculas adyacentes son más propensos a formar un dipolo inducido.

En materiales con moléculas dipolo, el otro Van Las fuerzas der Waals dominan, pero para los materiales formados completamente por moléculas neutras, las fuerzas de dispersión de Londres son las únicas fuerzas intermoleculares activas. Los ejemplos de materiales formados por moléculas neutras incluyen los gases nobles tales como neón, argón y xenón. Las fuerzas de dispersión de Londres son responsables de que los gases se condensen en líquidos porque ninguna otra fuerza mantiene juntas a las moléculas de gas. Los gases nobles más ligeros, como el helio y el neón, tienen puntos de ebullición extremadamente bajos porque las fuerzas de dispersión de Londres son débiles. Los átomos grandes y pesados, como el xenón, tienen un punto de ebullición más alto porque las fuerzas de dispersión de Londres son más fuertes para los átomos grandes, y unen los átomos para formar un líquido a una temperatura más alta. Aunque generalmente son comparativamente débiles, las fuerzas de dispersión de Londres pueden hacer una diferencia en el comportamiento físico de dichos materiales.