TL; DR (för länge, läste inte)
Spridningskrafter i London är intermolekylära krafter av attraktion som håller molekyler ihop. De är en av tre Van der Waals-styrkor men är den enda kraft som finns i material som inte har polära dipolmolekyler. De är de svagaste i de intermolekylära krafterna, men blir starkare eftersom atomernas storlek i en molekyl ökar, och de spelar en roll i de fysiska egenskaperna hos material med tunga atomer.
Van der Waals Forces
De tre intermolekylära krafterna som först beskrivits av den nederländska fysikern Johannes Diderik Van der Waals är dipol-dipolkrafter, dipol-inducerade dipolkrafter och London-dispersionskrafter. Dipole-dipolkrafter som involverar en väteatom i molekylen är exceptionellt starka och de resulterande bindningarna kallas vätebindningar. Van der Waals styrkor hjälper till att ge material sina fysiska egenskaper genom att påverka hur molekyler av ett material interagerar och hur starkt de hålls ihop.
Intermolekylära bindningar med dipolkrafter bygger alla på elektrostatisk attraktion mellan laddade molekyler. Dipolmolekyler har en positiv och en negativ laddning i motsatta ändar av molekylen. Den positiva änden av en molekyl kan locka den negativa änden av en annan molekyl för att bilda en dipol-dipolbindning.
När neutrala molekyler är närvarande i materialet förutom dipolmolekyler, inducerar laddningarna av dipolmolekylerna en ladda i de neutrala molekylerna. Om exempelvis den negativt laddade änden av en dipolmolekyl kommer nära en neutral molekyl, avstötar negativa laddningen elektronerna och tvingar dem att samlas på den andra sidan av den neutrala molekylen. Som ett resultat utvecklar sidan av den neutrala molekylen nära dipolen en positiv laddning och lockas till dipolen. De resulterande bindningarna kallas dipol-inducerade dipolbindningar.
London-dispersionskrafterna kräver inte att en polär dipolmolekyl är närvarande och fungerar i alla material, men de är vanligtvis extremt svaga. Kraften är starkare för större och tyngre atomer med många elektroner än för små atomer, och det kan bidra till materialets fysiska egenskaper.
London Dispersion Force Details
London-spridningskraften är definierad som en svag attraktiv kraft på grund av den temporära bildningen av dipoler i två intilliggande neutrala molekyler. De resulterande intermolekylära bindningarna är också tillfälliga, men de bildas och försvinna kontinuerligt, vilket resulterar i en övergripande bindningsverkan.
De temporära dipoler bildas när elektronerna av en neutral molekyl av en slump samlas på ena sidan av molekylen. Molekylen är nu en tillfällig dipol och kan antingen inducera en annan tillfällig dipol i en närliggande molekyl eller lockas till en annan molekyl som har bildat en tillfällig dipol i sig.
När molekyler är stora med många elektroner, är sannolikheten att elektronerna bildar en ojämn fördelning ökar. Elektronerna ligger längre bort från kärnan och hålls löst. De är mer benägna att samlas tillfälligt på ena sidan av molekylen, och när en tillfällig dipol bildas, är elektronerna av angränsande molekyler mer benägna att bilda en inducerad dipol.
I material med dipolmolekyler, den andra van Der Waals styrkor dominerar, men för material som består helt av neutrala molekyler, är dispersioner i London de enda aktiva intermolekylära krafterna. Exempel på material som består av neutrala molekyler innefattar de ädla gaserna, såsom neon, argon och xenon. Spridningskrafterna i London är ansvariga för att gaserna kondenserar till vätskor eftersom inga andra krafter håller gasmolekylerna ihop. De lättaste ädelgaserna, som helium och neon, har extremt låga kokpunktar eftersom Londons dispersionskrafter är svaga. Stora tunga atomer som xenon har en högre kokpunkt eftersom londonets dispersiva krafter är starkare för stora atomer, och de drar atomerna tillsammans för att bilda en vätska vid högre temperatur. Även om det är vanligen relativt svagt kan London-dispersionskrafterna göra skillnad i det fysiska beteendet hos sådana material.
