Por que as forças de dispersão de London aumentam com a polarizabilidade.
Passo 1
O enunciado quer que a gente entenda por que, em forças de dispersão de London (que são interações entre dipolos instantâneos induzidos), o valor dessas forças cresce quando a polarizabilidade das moléculas aumenta. O conteúdo está em forças intermoleculares, mais especificamente em interações de dipolo induzido-dipolo induzido, e vamos precisar conhecer o que é polarizabilidade e como ela afeta o momento de dipolo induzido e a energia de interação.
Passo 2
Polarizabilidade é a facilidade com que a nuvem eletrônica de uma molécula (ou átomo) se deforma sob a ação de um campo elétrico externo. Se representarmos a polarizabilidade por
, quanto maior for
, mais “mole” é essa nuvem eletrônica, ou seja, mais fácil é deslocar cargas dentro da molécula.
Passo 3
Quando uma molécula A cria um campo elétrico momentâneo, ela induz um dipolo em outra molécula B. O dipolo induzido em B tem magnitude
onde
é o campo elétrico criado pela molécula A. Note que
cresce linearmente com
.
Passo 4
A energia de dispersão de London entre duas moléculas A e B separadas por
tem, em primeira aproximação, a forma
Isso mostra diretamente que, se
aumenta, o módulo (valor absoluto) de
também aumenta, traduzindo-se por uma atração mais intensa.
Passo 5
Em resumo, moléculas com nuvens eletrônicas mais facilmente deformáveis (maior
) geram momentos de dipolo induzido maiores quando próximas umas das outras. Esses dipolos induzidos interagem com maior intensidade, elevando a energia (mais negativa) de dispersão de London.
Resposta
Forças de dispersão de London aumentam com a polarizabilidade porque um valor maior de
faz crescer o momento de dipolo induzido
e, consequentemente, a energia de atração
, tornando a interação mais forte.