Explique os seguintes tipos de forças atrativas:
c) Força de dispersão de London;

Passo 1

O enunciado pede para explicar a força de dispersão de London, que é um tipo de interação de van der Waals. O conteúdo envolve forças intermoleculares em moléculas ou átomos sem dipolo permanente, sendo essencial entender flutuações eletrônicas e polarizabilidade.

Passo 2

Na mecânica quântica, a nuvem eletrônica de um átomo ou molécula sofre flutuações de densidade mesmo quando não há dipolo permanente. Essas flutuações originam um dipolo instantâneo transitório, pois em dado instante há mais densidade eletrônica de um lado do núcleo.
O dipolo instantâneo de uma partícula induz um dipolo em uma vizinha: a distribuição de cargas da segunda partícula se rearranja em resposta ao primeiro dipolo. Esse acoplamento dipolo–induzido-dipolo resulta numa força atrativa entre elas, mesmo que ambas sejam apolares em média.

Passo 3

A intensidade da força de dispersão cresce com a polarizabilidade (isto é, quanto mais “frouxa” for a nuvem eletrônica, maior será a flutuação) e decai rapidamente com a distância intermolecular. Uma descrição simplificada da energia potencial dessa interação é
U(R) = -\frac{C_{6}}{R^{6}}\,,
onde R é a distância entre centros e C_{6} é uma constante que aumenta com o número de elétrons e o volume da partícula.

Passo 4

Na prática, a força de dispersão de London é sempre presente em todos os átomos e moléculas e domina em substâncias apolares (como gases nobres e hidrocarbonetos). Quanto maior a massa e o tamanho da partícula, maior a polarizabilidade e, portanto, mais forte essa interação.

Resposta

A força de dispersão de London surge de flutuações temporárias na nuvem eletrônica que geram dipolos instantâneos; esses dipolos induzem dipolos em moléculas vizinhas, criando uma atração que cresce com a polarizabilidade e decai como 1/R^{6}. Essa interação está sempre presente, sendo dominante em substâncias apolares e gases nobres.

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