分子间作用力与液体
伦敦色散力
/ LON-dun dis-PER-shun /
即便是一个完全对称、电子分布均匀的分子,从这一刻到下一刻也并非真正均匀:电子云在晃动,会有那么一闪的瞬间,更多的电子聚到了一侧。这极小的、瞬时的偏置会去拽下一个分子的电子,于是两者彼此呼应地闪烁——像一种同步的微光,轻轻把它们拉到一起。这种拉力就是伦敦色散力。
伦敦色散力,是任意两个分子之间,由这些不断生成的瞬时偶极,以及它们在邻居身上诱导出的相应偶极,所产生的吸引。它无一例外地存在于每一种物质中,连惰性气体和油也不例外。它的强度随电子数目和分子大小而增加——更大、更松软的电子云更容易被扭歪,所以越重的分子吸引得越强。
它为何要紧:色散力通常是范德华吸引中最大的一部分,也是非极性物质中唯一的分子间作用力,因此单凭它就能解释为什么在室温下碘是固体、溴是液体、氯却是气体。需要老实说明的是:单独一处色散接触弱得出奇;它在大分子中之所以占主导,靠的是数量上的层层累积。
沿卤素往下看,氟和氯是气体,溴是液体,碘在室温下是固体——这纯粹是因为更大的原子有更多电子、伦敦色散力更强。
电子越多,色散力越强,沸点越高。
伦敦色散是唯一一种存在于一切物质中的分子间作用力——连没有永久偶极的原子和分子也有。它以物理学家弗里茨·伦敦的名字命名,是他用量子力学解释了它;“色散”一词指的是那套理论,并非指什么东西在扩散。
又称
另见