Hvad driver spredningskræfterne? Et indblik i Londons attraktioner

MadamLead/iStock/GettyImages

Overvej et bægerglas fyldt med molekyler i flydende tilstand. Det ser måske roligt ud på ydersiden, men hvis du kunne se de bittesmå elektroner bevæge sig inde i bægeret, så ville spredningskræfterne være tydelige. Også kaldet London-spredningskræfter, efter Fritz London, er de elektrostatiske tiltrækningskræfter mellem elektronerne. Hvert molekyle udviser en vis grad af disse kræfter.

TL;DR (for lang; læste ikke)

Tiltrækningen mellem nabomolekyler forårsager spredningskræfter. Elektronskyen fra et molekyle bliver tiltrukket af kernen af et andet molekyle, så fordelingen af elektroner ændres og skaber en midlertidig dipol.

Hvad forårsager spredningskræfter

Hvad forårsager spredningskræfter

Tiltrækningen mellem molekyler falder ind under kategorien Van der Waals-kræfter. De to typer af Van der Waals-kræfter er dispersionskræfter og dipol-dipolkræfter. Dispersionskræfterne er svage, mens dipol-dipolkræfterne er stærkere.

De elektroner, der kredser om molekyler, kan bevæge sig og have forskellige ladningsfordelinger over tid. Den ene ende af molekylet kan være positiv, mens den anden ende kan være negativ. En midlertidig dipol eksisterer, når du har to modsatte ladninger, der er tæt på hinanden. Når et molekyle kommer i kontakt med et andet, kan det blive tiltrukket af det. Elektronerne fra det første molekyle kan føle et træk mod den positive ladning af det andet molekyle, så spredningskræfter er i aktion. Tiltrækningen er dog svag.

Eksempel på spredningskræfter

Eksempel på spredningskræfter

Ser man på stoffer som brom (Br2) eller dichlor (Cl2) afslører dispersionskræfter. Et andet almindeligt eksempel er metan (CH4). De eneste kræfter i metan er dispersionskræfter, fordi der ikke er permanente dipoler. Dispersionskræfter hjælper ikke-polære molekyler med at blive til væsker eller faste stoffer, fordi de tiltrækker partikler.

Hvad forårsager en dipol-dipolkraft

Hvad forårsager en dipol-dipolkraft

Når polære molekyler samles, opstår dipol-dipolkræfter. Svarende til spredningskræfter tiltrækker modsætninger igen. To molekyler bliver tiltrukket af hinanden, fordi de har permanente dipoler. Elektrostatiske interaktioner sker mellem disse dipoler. Molekylerne kan stille op med de positive ender tiltrukket af de negative. Dipol-dipol-kræfter er stærkere end dispersionskræfter.

Sådan bestemmes dipol-dipolkræfter

Sådan bestemmes dipol-dipolkræfter

Den vigtigste måde at bestemme dipol-dipol-kræfter på er at se på molekylerne og kontrollere polariteten. Du kan undersøge elektronegativitetsforskellen mellem atomerne for at se, om de er polære. Elektronegativitet viser atomers evne til at tiltrække elektroner. Generelt, hvis denne forskel falder mellem 0,4 og 1,7 på elektronegativitetsskalaen, er der polaritet og en stor chance for, at der eksisterer dipol-dipolkræfter.