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Consideriamo un recipiente pieno di molecole allo stato liquido. Può sembrare calmo dall'esterno, ma se potessi vedere i minuscoli elettroni che si muovono all'interno del bicchiere, allora le forze di dispersione sarebbero evidenti. Chiamate anche forze di dispersione di London, dal nome di Fritz London, sono forze di attrazione elettrostatiche tra gli elettroni. Ogni molecola esibisce un certo grado di queste forze.
L'attrazione tra molecole vicine provoca forze di dispersione. La nuvola di elettroni di una molecola viene attratta dal nucleo di un'altra molecola, quindi la distribuzione degli elettroni cambia e crea un dipolo temporaneo.
L'attrazione tra le molecole rientra nella categoria delle forze di Van der Waals. I due tipi di forze di Van der Waals sono le forze di dispersione e le forze dipolo-dipolo. Le forze di dispersione sono deboli, mentre le forze dipolo-dipolo sono più forti.
Gli elettroni che orbitano attorno alle molecole possono muoversi e avere distribuzioni di carica diverse nel tempo. Un'estremità della molecola può essere positiva mentre l'altra estremità può essere negativa. Un dipolo temporaneo esiste quando ci sono due cariche opposte vicine l'una all'altra. Quando una molecola entra in contatto con un'altra, può esserne attratta. Gli elettroni della prima molecola possono avvertire un'attrazione verso la carica positiva della seconda molecola, quindi sono in azione le forze di dispersione. Tuttavia, l'attrazione è debole.
Osservando sostanze come il bromo (Br2) o il dicloro (Cl2) si notano le forze di dispersione. Un altro esempio comune è il metano (CH4). Le uniche forze nel metano sono le forze di dispersione perché non ci sono dipoli permanenti. Le forze di dispersione aiutano le molecole non polari a trasformarsi in liquidi o solidi perché attraggono le particelle.
Quando le molecole polari si uniscono, compaiono le forze dipolo-dipolo. Similmente alle forze di dispersione, gli opposti si attraggono nuovamente. Due molecole si attraggono l'una verso l'altra perché hanno dipoli permanenti. Tra questi dipoli si verificano interazioni elettrostatiche. Le molecole possono allinearsi con le estremità positive attratte da quelle negative. Le forze dipolo-dipolo sono più forti delle forze di dispersione.
Il modo principale per determinare le forze dipolo-dipolo è osservare le molecole e controllare la polarità. Puoi esaminare la differenza di elettronegatività tra gli atomi per vedere se sono polari. L’elettronegatività mostra la capacità degli atomi di attrarre gli elettroni. In generale, se questa differenza è compresa tra 0,4 e 1,7 sulla scala dell'elettronegatività, c'è polarità e c'è una forte possibilità che esistano forze dipolo-dipolo.
