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런던 분산력은 약한 반 데르 발스 분자간 힘의 특정 유형입니다 . 사실, 그것들은 모두의 가장 약한 분자간 상호 작용을 나타냅니다. 그들은 서로 매우 가까울 때 분자 또는 원자 쌍 사이에서 발생하는 일종의 단거리 인력입니다. 이러한 유형의 상호 작용은 인접한 분자의 다른 순간 쌍극자를 끌어당기는 분자 표면의 순간 쌍극자의 존재에 의해 형성됩니다.
약한 힘이기 때문에 이온성 화합물 과 극성 분자에서 측정하거나 관찰하기가 어렵습니다 . 이것이 바로 런던 힘이 비극성 분자와 비활성 기체와 같은 단원자 종에서 측정 가능한 방식으로만 나타나는 이유입니다.
실제로 런던 분산력은 희가스 및 무극성 분자가 나타내는 유일한 유형의 분자간(또는 원자간) 상호작용인데, 수소 결합(이전에는 다리), 수소), 쌍극자-쌍극자 또는 유도된 쌍극자-쌍극자 상호작용.
마지막으로, 희가스 원자와 비극성 분자가 매우 낮은 온도에서도 응결되어 액체를 형성하거나 응고될 수 있다는 사실에 런던 힘이 책임이 있다고 말할 수 있습니다.
런던 군대는 어떻게 작동합니까?
다른 모든 형태의 분자간 상호 작용과 마찬가지로 런던 분산력도 정전기 인력의 힘입니다.
그러나 다음과 같은 질문을 할 가치가 있습니다. 중성 원자와 무극성 원자 또는 분자 사이에 정전기적 인력이 어떻게 존재할 수 있습니까?
이 질문에 대한 대답은 전자가 핵 주위와 화학 결합을 따라 끊임없이 움직인다는 사실과 관련이 있습니다. 그들이 매우 빠르게 움직이고 평균적으로 고르게 분포되어 있다는 사실에도 불구하고 짧은 시간 동안 핵의 한쪽 또는 결합의 한쪽에 다른 쪽보다 더 많은 전자가 있을 수 있습니다. . 결과적으로 원자(또는 분자)의 한 부분은 과도한 양전하를 갖고 다른 부분은 과도한 음전하를 가지기 때문에 전기 쌍극자가 형성됩니다.
이러한 쌍극자는 매우 짧은 시간 동안 지속되기 때문에 순간 쌍극자라고 불리지만 분자 또는 중성 원자의 어느 곳에서나 형성될 수 있습니다. 두 분자가 서로 매우 가까울 때 분자 중 하나에서 자발적으로 쌍극자가 형성되면 다른 분자에서 두 번째 쌍극자가 형성되어 두 쌍극자 사이에 인력이 발생합니다. 이것이 바로 런던 분산력입니다. .
런던군이 약한 이유는 인력을 담당하는 쌍극자가 매우 짧고 끊임없이 나타나고 사라지기 때문입니다. 그러나 주어진 시간에 여러 개의 순간 쌍극자가 형성될 수 있으므로 일부 쌍극자가 한쪽에서 사라지는 동안 다른 쪽에서 다른 쌍극자가 나타나 두 분자 또는 두 원자를 함께 유지할 수 있습니다.
런던 분산력의 결정 요인
수소 결합, 쌍극자-쌍극자 상호 작용 및 나머지 모든 것이 얼마나 강한지를 결정하는 많은 요소가 있는 것처럼 런던 힘이 언제 더 강하거나 약한지를 결정할 수 있는 요소도 있습니다.
원자가 클수록 런던 분산력이 커집니다.
원자가 클수록 원자가 전자가 핵에서 멀어지므로 더 느슨하게 결합됩니다. 이것은 유도 쌍극자를 생성하기 위해 전자 구름을 뒤틀기 쉽게 만듭니다. 즉, 이러한 원자는 더 분극화됩니다.
원자의 분극 가능성이 높을수록 형성될 수 있는 유도 쌍극자가 커져 두 원자 사이의 런던 힘이 커집니다. 이것이 실온 에서 모든 할로겐이 동일한 모양의 비극성 이원자 분자를 형성한다는 사실에도 불구하고 브롬이 액체이고 염소와 불소가 기체이고 요오드가 고체인 이유입니다.
접촉면
일반적으로 두 분자 사이의 접촉면이 클수록 분자 사이의 런던 분산력이 커집니다.
이것이 일어나는 이유는 두 분자(또는 두 표면) 사이의 접촉 표면이 클수록 한 번에 더 즉각적인 쌍극자가 형성되기 때문입니다. 순간 쌍극자는 매우 약하지만 주어진 시간에 합산되는 많은 순간 쌍극자의 형성은 두 분자 사이에 큰 알짜 인력을 생성합니다.
이것은 알칸의 선형 이성질체가 분지형 이성질체보다 항상 끓는점과 녹는점이 더 높은 이유인데, 이는 화합물이 덜 분지될수록 길이가 더 길어지고 따라서 접촉 표면이 더 커지기 때문입니다. 유사한 분자.
참조
브라운, T. (2021). 화학: 중앙 과학. (11판). 영국 런던: Pearson Education.
장, 알., 만조, 아. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). 화학 (10판). 뉴욕주 뉴욕시: MCGRAW-HILL.
러더퍼드, J. (2005). 반 데르 발스 결합 및 불활성 기체. 응집 물질 물리학 백과사전 , 286–290. https://doi.org/10.1016/b0-12-369401-9/00407-1
