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런던 분산 및 반 데르 발스 세력

Van der Waals 및 London Dispersion Forces

반 데르 발스 세력은 쌍극자 쌍극자 상호 작용으로 인해 발생하는 분자간 힘의 한 유형입니다. 런던 분산 힘은 비극성 분자에서 우세한 반 데르 발스 힘의 하위 유형입니다. 분자간 힘은 두 개의 다른 분자 사이에서 발생하는 힘입니다.

이 모든 힘은 이온 성 및 공유 결합보다 약합니다. 그들은 또한 짧은 거리에 작용하고 더 약해서 더 많은 분자가 서로에게서 나옵니다.

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아래에서 우리는 일반적으로 Van der Waals 세력과 런던 분산 세력으로 뛰어들 것입니다.

van der Waals Forces는 무엇입니까?

반 데르 발스 세력은 일시적 또는 영구 쌍극자로 인해 발생하는 분자들 사이의 약한 힘입니다. 그것들을 분산 힘이라고도합니다. 쌍극자 (일시적 또는 영구)는 분자 사이의 매력을 유발합니다.

반 데르 발스 세력에는 런던 분산 세력 (아래 논의), 쌍극자 쌍극자 세력 및 이온 다이폴이 포함됩니다. 이들의 가장 강력한 힘은 이온 다이폴과 쌍극자 쌍극자입니다. 런던 분산 세력은 가장 약한 힘입니다.

모든 분자는 런던 분산 세력을 경험합니다. 그러나, 비극성 분자에 존재하는 유일한 분자간 힘 (IMF)이다. 극성 분자에서는 다른 IMF가 지배적이므로 런던 분산 세력이 있지만 언급되지 않을 수 있습니다.

Van der Waals 상호 작용은 Johannes Diderik van der Waals 이후의 이름입니다. 반 데르 발스 (Van der Waals)는 특정 분자의 특성의 이유로 분자간 힘을 제안한 최초의 사람이었습니다.

런던 분산 힘

런던 분산 힘은 임시 쌍극자로 인해 두 분자 사이에서 발생합니다. 힘은 임시 쌍극자를 유발하는 전자의 고르지 않은 분포로 인해 발생합니다. 평균적으로 전자는 균등하게 분포되지만 어쨌든 분자의 한쪽에 클러스터 될 수 있습니다. 이 클러스터링은 순간 쌍극자를 유발합니다. 순간 쌍극자는 일시적인 쌍극자가 주변 분자에 형성 될 수 있습니다. 각 분자의 쌍극자는 서로 힘을 발휘합니다.

이것은 가장 약한 유형의 분자간 힘입니다.

분자 주위의 전자 구름이 클수록 순간 쌍극자가 강해져 매력적인 힘이 더 강해집니다. 이것은 할로겐의 용융점과 끓는점의 추세에서 볼 수 있습니다.

분자의 전자 구름 크기가 증가함에 따라 (주기성 테이블의 행을 아래로 이동) 융점이 증가합니다. 증가 된 융점은 분자 사이에서 파손되어야하는 더 강한 힘을 나타냅니다.

인력은 또한 소형 분자보다 더 긴 확산 분자에서 더 강해질 것이다. 스프레드 아웃 분자는 더 많은 분극성과 주변 분자와의 접촉을 갖습니다.

적색 분자는 동일한 수의 원자를 가진 소형 청색 분자에 비해 길이로 인해 런던 분산 력이 더 강해질 것입니다. 길이가 길수록 전자가 이동하고 더 강한 쌍극자를 만들 수있는 거리가 더 많음을 의미합니다.

우리는 실온에서 액체 인 비극성 분자가 있기 때문에 이러한 힘이 존재해야한다는 것을 알고 있습니다. 그들 사이에 분자간 힘이 없다면, 그들은 가스가 될 것입니다.

예제 문제

어느 분자가 더 큰 IMF 힘을 가질 것인가 :브로민 또는 불소?

정답은 Bromine입니다. 두 분자 모두 비극성이므로 주요 IMF는 런던 분산 힘입니다. 브롬은 불소보다 전자가 더 많아서 분극성이 더 많을 것입니다.

런던 분산 힘이 더 큰 분자 :메탄 (ch 4 ) 또는 헥산 (c 6 h 14 )?

헥산은 정답입니다. 헥산은 분자가 더 크기 때문에 (원자 측면에서) 더 많은 런던 분산 력을 가질 것입니다.

van der waals 방정식

반 데르 발스 방정식은 약한 분자간 힘을 설명하기 위해 이상적인 가스 법칙을 수정합니다. 분자간 힘은 an/v 을 추가하여 교정됩니다 압력 항에. 다른 보정 용어는 분자의 부피를 설명하는 것입니다

  • p =압력
  • V =볼륨
  • n =가스 몰
  • r =이상적인 가스 상수
  • t =온도
  • a =가스 상수 보정 계수 (각 가스에 대한 특이 적)
  • b =크기에 대한 가스 상수 보정 계수

런던 분산력 역사

런던 분산군은 독일 물리학 자 프리츠 런던 (1900-1954)의 이름을 따서 명명되었습니다. 원래 독일 출신이지만 1933 년에 떠나 옥스포드 대학교에 갔다. 그런 다음 1939 년에 듀크 대학교에서 직책을 맡았습니다. 그곳에서 그는 양자 역학의 개발에 크게 기여했습니다.


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할로겐 용융점 (k)
f 2 53.5
cl 2 171.6
br 2 265.9
i 2 386.8