Gaya London

Gaya London (disebut juga gaya dispersi London atau hanya gaya dispersi) merupakan gaya tarik menarik antara atom dan molekul. Gaya London juga merupakan bagian dari gaya antar molekul yang terjadi antara molekul polar dengan molekul nonpolar, serta antara molekul polar dengan polar. Gaya ini merupakan bagian dari Gaya van der Waals. Gaya dispersi London dinamai dari seorang fisikawan Jerman-Amerika Fritz London.

Pendahuluan

Molekul non polar terdiri atas inti-inti atom dan elektron-elektron. Inti-inti atom dan elektron-elektron selalu dalam keadaan bergerak. Andaikata atom-atom unsur gas mulia dianggap sebagai molekul monoatomik maka distribusi dari rata-rata inti atom dan elektron-elektron yang berlalu dalam keadaan bergerak disekitar inti atom menghasilkan pusat muatan positif dan pusat muatan negatif yang berimpit di satu titik sehingga sehingga molekul monoatomik tersebut bersifat nonpolar. Molekul nonatomik tersebut dapat digambarkan dengan lingkaran yang ditengahnya terdapat tanda ±. Awan elektron atau rapatan elektron dari molekul tersebut dianggap memiliki simetri bola (Spericelly symmetric)
Dalam kondisi tersebut elektron-elektron yang terdapat di dalam molekul monoatomik dapat dianggap berada dalam kedudukan simetris. Jika di dalam molekul terdapat 2 elektron dan inti atom dengan 2 proton seperti pada atom helium, maka salah satu kedudukan simetris dari dua elektron tersebut dapat ditunjukkan pada gambar ditunjukkan 2 elektron tersebut kedudukan simetris ini terjadi pada saat dua elektron posisinya dihubungkan oleh pusat.
Terjadinya gaya London antara molekul-molekul monoatomik dapat dijelaskan dengan dua versi. Versi pertama, karena elektron selalu dalam keadaan bergerak maka pada suatu saat yang singkat dapat terjadi polarisasi rapatan elektron. Bentuka awan elektron dianggap mengalami devisiasi dari simetri bola. Hal ini menyebabkan pusat muatan positif dan pusat muatan negatif memisah dan molekul dikatakan memiliki dipol sesaat (Instataneous dipol) atau dipol sekejap.
Dalam waktu yang sangat singkat momen dipol sesaat ini akan hialang tetapi kemudian timbul kembali. Timbul dan hilangnya momen dipol sesaat ini dianggap terjadi secara terus menerus dan bergantian. Apabila didekatnya ada molekul nonpolar sejenis atau berbeda maka molekul dengan dipol sesaat ini akan menginduksi (mengimbas) molekul tersebut sehingga terjadi dipol induksian (induced dipol) atau dipol imbasan. setelah dua molekul tersebut membentuk dipol sesaat dan dipol induksian, maka keduanya terjadi gaya tarik elektromagnetik yang disebut gaya London.
Versi kedua, apabila dua molekul monoatomik nonpolar dengan elektron-elektron dalam kedudukan simetris saling mendekati, maka terjadi gaya tarik inti molekul sebelah kanan terhadap elektron-elektron terhadap molekul sebelah kiri (atas) sehingga kedudukan elektron pada molekul sebelah kiri tidak lagi simetris dan padanya terjadi dipol sesaat (tenggah). Pada saat kondisi tersebut awan elektron molekul kiri tidak lagi memiliki simentri bola. Molekul kiri dengan dipol sesaat ini menginduksi molekul sebalah kanan sehingga kedudukan elektron-elektron pada molekul sebelah kanan tidak lagi simetris dan padanya terjadi dipol induksian (bawah) pada kondisi tersebut awan elektron kanan tidak lagi memiliki simentri bola. Setelah pada dua molekul tersebut berbentuk dipol sesaat dan dipol induksian, maka antara keduanya terjadi gaya London.

Teori mekanika kuantum gaya dispersi

Penjelasan pertama daya tarik antara atom gas mulia diberikan oleh Fritz London pada tahun 1930. Ia menggunakan teori mekanika kuantum yang didasarkan pada teori perturbasi orde kedua. Perturbasi ini disebabkan oleh interaksi Coulomb antara elektron dan nukleus dari dua bagian (atom atau molekul). Ekspresi perturbasi orde kedua dari energi interaksi mengandung jumlah keadaan. Keadaan yang muncul dalam jumlah ini adalah produk sederhana dari keadaan elektronik monomer yang distimulasi. Jadi, tidak ada antisimetrasi antar-molekul dari keadaan elektronik yang disertakan dan prinsip larangan Pauli hanya sebagian terpuaskan.