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ロンドン分散部隊

1930
  • Fritz London
希ガスのロンドン分散力を実証する実験室での実験。.

(画像はイメージです)

ロンドン分散力(LDF)は最も弱いタイプの ファンデルワールス 原子や分子の電子雲における量子力学的ゆらぎから生じる力。これらのゆらぎは、一時的で瞬間的な双極子を生成し、それが隣接する原子に対応する双極子を誘起し、結果として正味の引力が生じる。距離[latex]r[/latex]にある2つの原子間の相互作用ポテンシャルエネルギー[latex]V[/latex]は、おおよそ[​​latex]V = -frac{C_6}{r^6}[/latex]である。

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.

The strength of the LDF depends on the polarizability of the molecule—how easily its electron cloud can be distorted. Larger atoms with more electrons, particularly those in outer shells far from the nucleus, are more polarizable and thus experience stronger dispersion forces. This explains why the boiling points of noble gases and nonpolar hydrocarbons increase with molecular size. Although individually weak, the cumulative effect of London forces can be substantial, playing a critical role in the structure of condensed matter, protein folding, and the adhesion of macroscopic objects.

UNESCO Nomenclature: 2202
原子・分子物理学

タイプ

物理法則

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • Schrödinger Equation and the development of Quantum Mechanics
  • 電磁気学と分極の古典理論
  • 量子交換相互作用を導入したハイトラー・ロンドンの共有結合理論
  • 非極性引力のメカニズムを欠いていた初期のファンデルワールス概念

アプリケーション

  • ヘリウムやアルゴンなどの希ガスの液化について説明する
  • ヤモリの足の接着メカニズムと乾燥接着剤
  • ポリエチレンなどの非極性ポリマーの凝集力と物理的特性
  • 薬理学における薬物受容体結合、特に疎水性ポケットにおける結合
  • コロイド懸濁液の安定性

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連概念:ロンドン分散力、誘起双極子、量子力学、分極率、分子間力、ファンデルワールス力、非極性分子、電子相関、接着力、希ガス。

歴史的背景

ロンドン分散部隊

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1933
1927
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1932
1936-01-01

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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