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 \alpha, quanto maior for \alpha, 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
\mu_{\text{ind}} = \alpha\,E_{\text{ext}}
onde E_{\text{ext}} é o campo elétrico criado pela molécula A. Note que \mu_{\text{ind}} cresce linearmente com \alpha.

Passo 4

A energia de dispersão de London entre duas moléculas A e B separadas por r tem, em primeira aproximação, a forma
U_{\text{disp}}\propto -\frac{\alpha_{A}\,\alpha_{B}}{r^{6}}.
Isso mostra diretamente que, se \alpha aumenta, o módulo (valor absoluto) de U_{\text{disp}} também aumenta, traduzindo-se por uma atração mais intensa.

Passo 5

Em resumo, moléculas com nuvens eletrônicas mais facilmente deformáveis (maior \alpha) 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 \alpha faz crescer o momento de dipolo induzido \mu_{\text{ind}}=\alpha E e, consequentemente, a energia de atração U_{\text{disp}}\propto -\alpha_{A}\alpha_{B}/r^{6}, tornando a interação mais forte.

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