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Força de Dispersão de Londres

1930
  • Fritz London
Experimento de laboratório que demonstra a força de dispersão de London em gases nobres.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A força de dispersão de Londres (LDF) é o tipo mais fraco de Van der Waals força, resultante de flutuações mecânicas quânticas nas nuvens eletrônicas de átomos e moléculas. Essas flutuações criam dipolos temporários e instantâneos que induzem dipolos correspondentes em átomos vizinhos, resultando em uma força atrativa líquida. A energia potencial de interação [latex]V[/latex] entre dois átomos a uma distância [latex]r[/latex] é aproximadamente [latex]V = -frac{C_6}{r^6}[/latex].

A força de dispersão de London é uma força atrativa universal que existe entre todos os átomos e moléculas, mesmo os apolares, onde outras forças intermoleculares estão ausentes. Sua origem é puramente quântica. De acordo com a teoria quântica, a distribuição eletrônica ao redor de um átomo não é estática, mas flutua ao longo do tempo. A qualquer instante, a nuvem eletrônica pode ser momentaneamente distorcida, criando um campo elétrico temporário. dipoloEsse dipolo instantâneo gera um campo elétrico que polariza a nuvem eletrônica de um átomo vizinho, induzindo um dipolo sincronizado nele. A interação entre esses dois dipolos temporários correlacionados resulta em uma atração fraca e de curta duração.

A intensidade da força de dispersão de London (LDF) depende da polarizabilidade da molécula — da facilidade com que sua nuvem eletrônica pode ser distorcida. Átomos maiores, com mais elétrons, particularmente aqueles nas camadas externas, distantes do núcleo, são mais polarizáveis ​​e, portanto, experimentam forças de dispersão mais fortes. Isso explica por que os pontos de ebulição dos gases nobres e dos hidrocarbonetos apolares aumentam com o tamanho molecular. Embora individualmente fracas, o efeito cumulativo das forças de London pode ser substancial, desempenhando um papel crucial na estrutura dos átomos. matéria condensada, dobramento de proteínas e adesão de objetos macroscópicos.

UNESCO Nomenclature: 2202
Física atômica e molecular

Tipo

Lei Física

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Schrödinger Equação e o desenvolvimento da Mecânica Quântica
  • Teoria clássica do eletromagnetismo e da polarização
  • Teoria de Heitler-London da ligação covalente, que introduziu interações de troca quântica
  • Earlier Van der Waals concepts that lacked a mechanism for nonpolar attraction

Aplicações

  • explaining the liquefaction of noble gases like helium and argon
  • Mecanismos de adesão nas patas das lagartixas e adesivos secos
  • cohesion and physical properties of nonpolar polymers like polietileno
  • Ligação fármaco-receptor em farmacologia, especialmente em bolsões hidrofóbicos.
  • estabilidade de suspensões coloidais

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • self-healing polymers with embedded microcapsules that release monomers upon fracture, held together by dispersion forces
  • gecko-inspired reusable adhesives for robotics and manufacturing
  • nanoparticle-based drug delivery systems that target cells via specific surface interactions
  • advanced lubricants with additives that optimize dispersion forces for low-friction surfaces
  • filters for capturing volatile organic compounds based on tailored surface polarizability
  • 3d printing materials with tunable layer adhesion based on LDF
  • sensors that detect molecules by measuring shifts in surface energy
  • synthetic enzymes with hydrophobic pockets designed to bind substrates via LDF
  • materials for thermal insulation that minimize heat transfer across interfaces
  • self-assembling nanomaterials that form complex structures guided by dispersion forces
Relacionado a: força de dispersão de London, dipolo induzido, mecânica quântica, polarizabilidade, força intermolecular, forças de Van der Waals, moléculas apolares, correlação eletrônica, adesão, gases nobres.

Contexto histórico

Força de Dispersão de Londres

1927
1930
1930
1930
1931
1932
1933
1927
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1930
1930
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1932
1936-01-01

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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