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Fuerza de Dispersión de Londres

1930
  • Fritz London
Laboratory experiment demonstrating London dispersion force in noble gases.

The London dispersion force (LDF) is the weakest type of Van der Waals force, arising from quantum mechanical fluctuations in the electron clouds of atoms and molecules. These fluctuations create temporary, instantaneous dipoles that induce corresponding dipoles in neighboring atoms, resulting in a net attractive force. The interaction potential energy [latex]V[/latex] between two atoms at distance [latex]r[/latex] is approximately [latex]V = -\frac{C_6}{r^6}[/latex].

The London dispersion force is a universal attractive force that exists between all atoms and molecules, even nonpolar ones where other intermolecular forces are absent. Its origin is purely quantum mechanical. According to quantum theory, the electron distribution around an atom is not static but fluctuates over time. At any given instant, the electron cloud can be momentarily distorted, creating a temporary electric dipole. This instantaneous dipole generates an electric field that polarizes the electron cloud of a neighboring atom, inducing a synchronized dipole in it. The interaction between these two correlated, temporary dipoles results in a weak, short-lived attraction.

La fuerza de la LDF depende de la polarizabilidad de la molécula, es decir, de la facilidad con la que se distorsiona su nube electrónica. Los átomos más grandes con más electrones, en particular los que se encuentran en capas externas alejadas del núcleo, son más polarizables y, por lo tanto, experimentan fuerzas de dispersión más intensas. Esto explica por qué los puntos de ebullición de los gases nobles y los hidrocarburos apolares aumentan con el tamaño molecular. Aunque individualmente débil, el efecto acumulativo de las fuerzas de London puede ser considerable, desempeñando un papel crucial en la estructura de la materia condensada, el plegamiento de proteínas y la adhesión de objetos macroscópicos.

UNESCO Nomenclature: 2202
– Atomic and molecular physics

Tipo

Derecho físico

Disrupción

Revolucionario

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • Schrödinger Equation and the development of Quantum Mechanics
  • Teoría clásica del electromagnetismo y la polarización
  • Teoría de Heitler-London del enlace covalente, que introdujo interacciones de intercambio cuántico
  • Conceptos anteriores de Van der Waals que carecían de un mecanismo para la atracción no polar

Aplicaciones

  • Explicando la licuefacción de gases nobles como el helio y el argón.
  • Mecanismos de adhesión en patas de gecko y adhesivos secos
  • Cohesión y propiedades físicas de polímeros no polares como el polietileno
  • Unión de fármacos a receptores en farmacología, especialmente en bolsas hidrofóbicas
  • estabilidad de suspensiones coloidales

Patentes:

NA

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