런던은 기능과 예제를 강요합니다



그 런던 군대, 런던 분산력 또는 쌍극자 유도 - 쌍극자 상호 작용은 분자간 상호 작용의 가장 약한 유형입니다. 그의 이름은 물리학 자 프리츠 런던 (Fritz London)과 양자 물리학 분야의 연구에 기인 한 것입니다..

런던의 세력은 분자가 어떻게 상호 작용하여 구조와 원자가 영구 쌍극자가 형성되는 것을 불가능하게하는지 설명합니다. 즉, 기본적으로 무극성 분자 또는 희귀 가스로부터 격리 된 원자에 적용됩니다. 다른 반 데르 발스 힘과는 달리, 매우 짧은 거리가 필요합니다..

Velcro 클로저 시스템 (상부 이미지)의 작동에서 런던 군대의 우수한 물리적 유추가 발견 될 수 있습니다. 후크로 수 놓은 직물의 한면을 누르고 섬유로 다른면을 누르면 직물의 면적에 비례하는 인력이 생성됩니다.

양측이 밀폐되면, (우리의 손가락에 의해 만들어진) 상호 작용을 방해하기 위해 힘이 가해 져야합니다. 분자에 대해서도 마찬가지다. 부피가 크거나 편평할수록 매우 짧은 거리에서 분자간 상호 작용이 커진다..

그러나, 이들 상호 작용이 감지 할 수있을 정도로 충분히 가까운 거리에서 이들 분자를 근사화하는 것은 항상 가능하지는 않다.

이 경우 매우 낮은 온도 또는 매우 높은 압력이 필요합니다. 그것은 가스의 경우입니다. 또한, 이러한 유형의 상호 작용은 액체 물질 (예 : n- 헥산) 및 고체 (예 : 요오드)에 존재할 수 있습니다..

색인

  • 1 특성
    • 1.1 균일 하중 분포
    • 1.2 분극 성
    • 1.3 거리에 ​​반비례 함
    • 1.4 분자량에 직접 비례한다.
  • 2 런던 군의 사례
    • 2.1 성격
    • 2.2 알칸
    • 2.3 할로겐 및 가스
  • 3 참고

특징

분자가 가지고 있어야 런던의 힘을 통해 상호 작용할 수있는 특성은 무엇입니까? 대답은 누구나 할 수 있지만 영구 쌍극자 모멘트가있을 때 쌍극자 - 쌍극자 상호 작용이 분산 상호 작용보다 우위를 차지하므로 물질의 물리적 특성에 거의 기여하지 않습니다.

전기 음성도가 크지 않거나 정전 기적 분포가 균질 한 구조에서는 전자에 풍부 (δ-) 또는 불량 (δ +)으로 간주 될 수있는 끝이나 영역이 없습니다.

이러한 경우에는 다른 유형의 힘이 개입해야하며, 그렇지 않으면 압력이나 온도 조건이 작동하는 것과 관계없이 이러한 화합물은 기상에서만 존재할 수 있습니다..

균질 하중 분배

네온 또는 아르곤과 같은 고립 된 두 개의 원자는 균일 한 전하 분포를 갖는다. 이것은 상단 이미지에서 볼 수 있습니다. 중심에있는 흰 동그라미는 분자를위한 원자 또는 분자 골격을위한 핵을 나타냅니다. 이 전하 분포는 녹색의 전자 구름으로 간주 될 수있다..

고귀한 가스가 왜 이러한 동질성을 충족 시키는가? 전자 층이 완전히 채워지기 때문에 전자는 이론적으로 모든 궤도에서 핵의 끌어 당김을 똑같이 느껴야합니다..

원자 산소 (O)와 같은 다른 가스와는 달리 그 층은 불완전하며 (전자 구성에서 관찰 됨)이 분자가 이원자 분자 O2 이 결함을 보완하기 위해.

A의 녹색 원은 작거나 큰 분자 일 수도 있습니다. 그 전자들의 구름은 그것을 구성하는 모든 원자들 주위를 궤도를 돌며, 특히 더 전기 음성적인 것들을 둘러싼 다. 이 원자들 주위에서는 구름이 집중되어 더 부정적인 반면, 다른 원자들은 전자 부족.

그러나이 구름은 정적이지만 역동적이 아니기 때문에 어떤 시점에서 짧은 영역 δ-와 δ +와 양극화.

극성

A에서 녹색의 구름은 균질 한 음전하 분포를 나타냅니다. 그러나, 핵에 의해 가해지는 포지티브 인력은 전자에서 진동 할 수 있습니다. 이것은 구름의 변형을 일으켜 영역 δ-, 파랑 및 δ +를 만들고, 노란색.

원자 또는 분자의 이러한 급격한 쌍극자 모멘트는 인접한 전자 구름을 왜곡시킬 수 있습니다. 다시 말하면, 이웃에 갑자기 쌍극자를 유도한다 (B, 상단 이미지).

이것은 영역 δ가 인접한 구름을 교란 시키며, 전자가 정전 기적 반발을 느끼고 반대 극에 배향되어 δ+.

영구 쌍극자 모멘트를 갖는 분자처럼 양극과 음극이 어떻게 정렬되는지 주목하십시오. 전자 구름이 많을수록 커널은 공간을 균질하게 유지합니다. 또한 C에서 볼 수 있듯이 변형이 클수록.

그러므로 원자와 작은 분자는 환경에서 입자에 의해 분극 될 가능성이 더 적습니다. 이 상황에 대한 예는 작은 수소 분자 H2.

응축 시키거나 더 결정화시키기 위해서는 분자들이 물리적으로 상호 작용하게하는 엄청난 압력이 필요하다..

그것은 거리에 반비례합니다.

주변의 다른 것들을 유도하는 순간 쌍극자가 형성 되더라도, 그들은 원자 또는 분자들을 함께 유지하기에 충분하지 않다..

B에는 거리가 있습니다. d 두 구름과 두 핵을 분리합니다. 두 쌍극자가 고려 된 시간 동안 유지 될 수 있도록이 거리 d 아주 작아야한다..

이 상태는 런던 군대의 본질적인 특성 인 (Velcro 폐쇄를 기억하십시오) 성취되어야합니다. 따라서 물질의 물리적 특성에 눈에 띄는 영향을줍니다.

한 번 d 작은 경우, B의 왼쪽의 핵은 인접한 원자 또는 분자의 청색 영역 δ-를 끌어 당기게됩니다. 이것은 C에서 볼 수 있듯이 구름을 더욱 변형시킵니다 (코어는 더 이상 중심이 아니라 오른쪽에 있음). 그런 다음 두 구름이 서로 닿고 "튀어 오르는"지점이 있지만 잠시 동안 함께있을 수있을 정도로 느립니다..

따라서 런던의 힘은 거리에 반비례합니다. d. 사실, 요인은 다음과 같습니다. d7, 그래서 두 원자 또는 분자 사이의 거리의 최소 변화는 런던의 분산을 약화 시키거나 강화시킬 것이다..

그것은 분자 질량에 직접 비례한다.

그들이 더 쉽게 분극화되도록 구름의 크기를 증가시키는 방법? 전자를 추가하면 핵은 더 많은 양성자와 중성자를 가져야하므로 원자 질량이 증가합니다. 또는 분자의 골격에 원자를 부가함으로써 분자 질량을 증가시킬 수있다

이러한 방식으로, 핵 또는 분자 골격은 항상 전자 구름을 균일하게 유지하는 경향이 적습니다. 따라서 A, B 및 C에서 고려한 녹색 원이 클수록 더 분극화 될 수 있으며 런던 군대의 상호 작용이 더 커질 것입니다.

이 효과는 B와 C 사이에 분명히 나타나며, 원의 직경이 더 크면 더 커질 수 있습니다. 이러한 추론은 분자 질량에 따라 많은 화합물의 물리적 특성을 설명하는 데 중요합니다..

런던 군대의 사례

성격 상

일상 생활에서 런던의 분산력에 대한 수많은 사례가있다. 첫 번째 사례에서 미시적 세계로 벤처 할 필요가 없다..

가장 흔하고 놀라운 예 중 하나는 도마뱀 (geckos) (맨 위 이미지)과 많은 곤충 (스파이더 맨 (Spiderman))으로 알려진 파충류의 다리에서 발견됩니다..

그들의 다리에는 수천 개의 작은 필라멘트가 돌출 된 패드가 있습니다. 이미지에서 바위의 경사면에 포즈를 취하는 도마뱀을 볼 수 있습니다. 이를 달성하기 위해 암석과 다리의 필라멘트 사이의 분자간 힘을 이용합니다.

이 필라멘트들 각각은 작은 파충류의 비늘이있는 표면과 약하게 상호 작용하지만, 수천 개이기 때문에 다리의 면적에 비례하는 힘을 발휘하여 붙어있어 올라갈 수 있습니다. 도마뱀은 또한 결정체처럼 부드럽고 완벽한 표면을 등반 할 수 있습니다..

알칸

알칸은 포화 탄화수소로 런던 군이 상호 작용합니다. 그들의 분자 구조는 단순한 결합으로 연결된 탄소와 수소로 구성되어 있습니다. C와 H 사이의 전기 음성도의 차이가 매우 작 으면 무극성 화합물이다.

그래서, 메탄, CH4, 가장 작은 탄화수소는 -161.7 ° C에서 비등합니다. C 및 H가 골격에 첨가됨에 따라,보다 큰 분자량을 갖는 다른 알칸이 얻어진다.

이러한 방법으로 에탄 (-88.6ºC), 부탄 (-0.5ºC) 및 옥탄 (125.7ºC)이 발생합니다. 알칸이 무거워 져서 끓는점이 증가하는 것을주의하십시오..

이것은 전자 구름이 더 분극화 될 수 있고 구조가 분자 사이의 접촉을 증가시키는 더 큰 표면적을 갖기 때문입니다.

옥탄은 무극성 화합물이지만 물보다 비등점이 높습니다..

할로겐 및 가스

런던의 세력은 또한 많은 기체 물질에 존재합니다. 예를 들어, N 분자2, H2, 콜로라도 주2, F2, Cl2 그리고 모든 고귀한 가스는 순간적인 쌍극자를 겪고 편파를 일으킬 수있는 균일 한 정전기 분포를 나타 내기 때문에이 힘에 의해 상호 작용합니다.

희귀 가스는 He (헬륨), Ne (네온), Ar (아르곤), Kr (크립톤), Xe (크세논) 및 Rn (라돈)입니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 원자 질량의 증가에 따라 비등점이 증가한다 : -269, -246, -186, -152, -108, -62 ºC.

할로겐은 또한 이러한 힘을 통해 상호 작용합니다. 불소는 염소처럼 실온에서 가스입니다. 원자 질량이 더 큰 브롬은 정상 상태에서 붉은 액체처럼 보이며, 요오드는 결국 다른 할로겐보다 무거 우므로 빨리 승화되는 자주색 고체를 형성합니다.

참고 문헌

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