Dispersiovoiman

Dispersiovoima on van der Waalsin voimista yksi yleisimmistä ja heikoimmista intermolekulaarisista vetovoimista. Se syntyy elektronien satunnaisista hetkellistä dipoleista ja niiden aiheuttamasta indusoitumisesta naapurimolekyylissä. Kaikki atomit ja molekyylit voivat kohdata dispersion voiman, mutta se hallitsee erityisesti epäpolaarien aineiden välisiä vuorovaikutuksia.

Voima syntyy elektronijakautumisen hetkellisistä vaihteluista, jotka luovat tilapäisiä dipoleja. Hetkellinen dipoli indusoi naapurin dipolin, mikä saa molekyylit vetämään toisiaan puoleensa. Suuruus riippuu molekyylin tai atomin polarisoituvuudesta sekä etäisyydestä. Lähirajalla potentiaali on likimääräisesti -C6/r^6, ja suuremmilla etäisyyksillä voiman käyttäytyminen muuttuu hieman retardaation vaikutuksesta johtuen Casimir-Polderin ilmiöstä.

Dispersiovoima on erityisen tärkeä epäpolaarien aineiden keskinäisissä vuorovaikutuksissa: se vaikuttaa esimerkiksi kaasujen kiehumispisteisiin ja sulamispisteisiin sekä aineiden koheesioon ja pintavaikutuksiin. Se on keskeinen tekijä biomolekyylien, kuten DNA:n ja proteiinien, rakenteen ja muiden vuorovaikutusten kannalta sekä polymeerien ja pintojen liimautumisessa.

Historia: dispersiovoiman käsite muotoutui 1930-luvulla fyysikko Fritz Londonin ansiosta, ja se nähtiin osana van der Waalsin kokonaisvuorovaikutuksia.