分子間作用力與液體

倫敦色散力

/ LON-dun dis-PER-shun /

即便是一個完全對稱、電子分布均勻的分子,從這一刻到下一刻也並非真正均勻:電子雲在晃動,會有那麼一閃的瞬間,更多的電子聚到了一側。這極小的、瞬時的偏置會去拽下一個分子的電子,於是兩者彼此呼應地閃爍——像一種同步的微光,輕輕把它們拉到一起。這種拉力就是倫敦色散力。

倫敦色散力,是任意兩個分子之間,由這些不斷生成的瞬時偶極,以及它們在鄰居身上誘導出的相應偶極,所產生的吸引。它無一例外地存在於每一種物質中,連惰性氣體和油也不例外。它的強度隨電子數目和分子大小而增加——更大、更鬆軟的電子雲更容易被扭歪,所以越重的分子吸引得越強。

它為何要緊:色散力通常是凡得瓦吸引中最大的一部分,也是非極性物質中唯一的分子間作用力,因此單憑它就能解釋為什麼在室溫下碘是固體、溴是液體、氯卻是氣體。需要老實說明的是:單獨一處色散接觸弱得出奇;它在大分子中之所以佔主導,靠的是數量上的層層累積。

沿鹵素往下看,氟和氯是氣體,溴是液體,碘在室溫下是固體——這純粹是因為更大的原子有更多電子、倫敦色散力更強。

電子越多,色散力越強,沸點越高。

倫敦色散是唯一一種存在於一切物質中的分子間作用力——連沒有永久偶極的原子和分子也有。它以物理學家弗里茨·倫敦的名字命名,是他用量子力學解釋了它;「色散」一詞指的是那套理論,並非指什麼東西在擴散。

又稱
dispersion forcesinstantaneous dipole forces伦敦力倫敦色散力