Las fuerzas de dispersión de Londres, nombradas en honor al físico alemán-estadounidense Fritz London, son una de las tres fuerzas intermoleculares de Van der Waals que mantienen unidas a las moléculas. Son las fuerzas intermoleculares más débiles, 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.
TL; DR (demasiado largo; no leído)
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 dipolo polar. 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 de Van der Waals
Las tres fuerzas intermoleculares descritas por primera vez por el físico holandés Johannes Diderik Van der Waals son las fuerzas dipolo-dipolo, las fuerzas dipolo inducidas por dipolo y las 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 denominan 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 qué tan fuertemente se mantienen juntas.
Los enlaces intermoleculares que involucran fuerzas dipolares se basan en la atracción electrostática entre moléculas cargadas. Las moléculas dipolo tienen una carga positiva y 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 neutras están presentes en el material además de las moléculas dipolo, las cargas de las moléculas dipolo inducen un cargar en las moléculas neutras. Por ejemplo, si el extremo cargado negativamente de una molécula dipolo se acerca a una molécula neutra, la carga negativa repele los electrones, forzándolos a reunirse en el lado opuesto de la molécula neutral. Como resultado, el lado de la molécula neutra cerca del dipolo desarrolla una carga positiva y es atraído hacia el dipolo. Los enlaces resultantes se denominan enlaces dipolares inducidos por dipolos.
Las fuerzas de dispersión de Londres no requieren una molécula polar dipolo para estar presente y actuar en todos los materiales, pero generalmente son extremadamente débiles. La fuerza es más fuerte para átomos más grandes y 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 se define como una débil fuerza de atracción 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, dando como resultado un efecto de enlace general.
Los dipolos temporales se forman cuando los electrones de una molécula neutra se juntan por casualidad en un lado de la molécula. La molécula ahora es un dipolo temporal y puede inducir otro dipolo temporal en una molécula adyacente o ser atraída por otra molécula que ha formado un dipolo temporal por sí misma.
Cuando las moléculas son grandes con muchos electrones, la probabilidad que los electrones forman una distribución desigual aumenta. Los electrones están más lejos del núcleo y están sueltos. Es más probable que se reúnan temporalmente en un lado de la molécula, y cuando se forma un dipolo temporal, es más probable que los electrones de las moléculas adyacentes formen un dipolo inducido.
En materiales con moléculas de dipolo, el otro Van Las fuerzas de der Waals dominan, pero para los materiales compuestos completamente de moléculas neutras, las fuerzas de dispersión de Londres son las únicas fuerzas intermoleculares activas. Los ejemplos de materiales compuestos de moléculas neutras incluyen los gases nobles como el neón, el argón y el xenón. Las fuerzas de dispersión de Londres son responsables de los gases que se condensan en líquidos porque ninguna otra fuerza mantiene unidas 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 dispersivas de Londres son más fuertes para los átomos grandes, y los unen para formar un líquido a una temperatura más alta. Aunque generalmente son relativamente débiles, las fuerzas de dispersión de Londres pueden marcar la diferencia en el comportamiento físico de dichos materiales.
