Elektryczny moment dipolowy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Wektor \vec {p}

Elektryczny moment dipolowywektorowa wielkość fizyczna charakteryzująca dipol elektryczny. Dipol jest układem dwóch ładunków o tych samych wartościach bezwzględnych, ale przeciwnych znakach. Elektryczny moment dipolowy p dwóch punktowych ładunków o jednakowych wartościach q i przeciwnych znakach jest równy iloczynowi odległości między nimi i wartości ładunku dodatniego[1]:

\mathbf p = q \mathbf d

gdzie wektor d ma kierunek prostej łączącej ładunki i zwrot od ładunku ujemnego do dodatniego[2].

Elektryczny moment dipolowy można przyporządkować każdemu neutralnemu układowi wielu ładunków w przestrzeni (tzn. układowi, którego ładunek wypadkowy jest zerowy: \Sigma_i\ q_i = 0). Momentem dipolowym takiego układu jest wektor:

{\bold p}=\Sigma_i\ q_i{\bold r}_i,

gdzie:

{\bold r}_i jest wektorem położenia ładunku q_i.

Gdy dipol o momencie dipolowym p znajduje się w polu elektrycznym o natężeniu E, to działa nań moment siły M:

{\bold M}={\bold p}\times{\bold E}.

Moment dipolowy jest drugim (po całkowitym ładunku układu) wyrazem w szeregu multipolowym.

Jednostką elektrycznego momentu dipolowego w układzie SI jest C·m. Do opisu momentów dipolowych cząsteczek w fizyce atomowej i chemii stosuje się także jednostkę debaj (D).

Elektryczny moment dipolowy cząsteczek chemicznych[edytuj | edytuj kod]

Moment dipolowy cząsteczki H2O.
−δ: ładunek ujemny
+δ: ładunek dodatni
p: moment dipolowy
Fotoizomeryzacja azobenzenu.
Moment dipolowy izomeru trans: 0 D
Moment dipolowy izomeru cis: 3 D[3]

Cząsteczki chemiczne mają niezerowe momenty dipolowe, jeśli atomy o różnych elektroujemnościach są w nich rozmieszczone nierównomiernie[4].

Elektryczne momenty dipolowe wybranych cząsteczek chemicznych[5]
Cząsteczka Moment dipolowy
D
Moment dipolowy
10−30 C·m
CO 0,11 0,37
HI 0,45 1,50
HBr 0,83 2,76
H2S 0,98 3,24
PF3 1,03 3,42
HCl 1,11 3,70
NH3 1,47 4,91
H2O 1,85 6,15
HF 1,83 6,09
AgI 4,55 15,18
NaI 9,24 30,82
RbI ok. 11,5 ok. 38,4

Przykłady związków chemicznych o zerowym momencie dipolowym:

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. D. Halliday, R. Resnick: Fizyka T2. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1994. ISBN 83-01-09324-2.
  2. electric dipole moment, p (ang.) [w:] A.D. McNaught, A. Wilkinson: IUPAC. Compendium of Chemical Terminology („Gold Book”). Wyd. 2. Oksford: Blackwell Scientific Publications, 1997. Wersja internetowa: M. Nic, J. Jirat, B. Kosata: electric dipole moment, p (ang.), aktualizowana przez A. Jenkins. doi:10.1351/goldbook.E01929
  3. G. S. Hartley, R. J. W. Le Fèvre. The dipole moments of cis- and trans-azobenzenes and of some related compounds. „J. Chem. Soc.”, s. 531-535, 1939. doi:10.1039/JR9390000531. 
  4. dipol elektryczny. W: Encyklopedia techniki. Chemia. Warszawa: WNT, 1965.
  5. CRC Handbook of Chemistry and Physics. Wyd. 91th. Boca Raton: CRC Press, 2011, s. 9-52 do 9-57.