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伦敦分散部队

1930
  • Fritz London
演示惰性气体中伦敦色散力的实验室实验。.

(图片仅供参考)

伦敦色散力(LDF)是最弱的一种力。 范德瓦耳斯 这种力源于原子和分子电子云中的量子力学涨落。这些涨落会产生瞬时的偶极子,这些偶极子会在相邻原子中感应出相应的偶极子,从而产生净吸引力。两个原子之间距离为r时的相互作用势能V近似为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.

LDF 的强度取决于分子的极化率——即其电子云扭曲的难易程度。原子越大,电子越多,尤其是那些位于远离原子核的外壳层的原子,极化性越高,因此受到的色散力也越大。这解释了为什么稀有气体和非极性碳氢化合物的沸点会随着分子尺寸的增大而升高。尽管单个伦敦力很弱,但累积效应却可能非常显著,在凝聚态物质的结构、蛋白质折叠和宏观物体的粘附中起着至关重要的作用。

UNESCO Nomenclature: 2202
- 原子和分子物理学

类型

物理法

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 薛定谔方程与量子力学的发展
  • 电磁学和极化的经典理论
  • 海特勒-伦敦共价键理论,引入了量子交换相互作用
  • 早期的范德华力概念缺乏非极性吸引力的机制

应用程序

  • 解释氦和氩等稀有气体的液化
  • 壁虎足和干粘合剂的粘附机制
  • 聚乙烯等非极性聚合物的内聚力和物理特性
  • 药理学中的药物受体结合,特别是在疏水口袋中
  • 胶体悬浮液的稳定性

专利:

NA

潜在创新理念

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相关概念:伦敦色散力、诱导偶极子、量子力学、极化率、分子间作用力、范德华力、非极性分子、电子关联、粘附力、稀有气体。

历史背景

伦敦分散部队

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1936-01-01

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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