Elektryczny moment dipolowy – wektorowa 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 i przeciwnych znakach jest równy iloczynowi odległości między nimi i wartości ładunku dodatniego[1]:
gdzie wektor d ma kierunek prostej łączącej ładunki i zwrot od ładunku ujemnego do dodatniego[2][3].
Elektryczny moment dipolowy można przyporządkować każdemu neutralnemu układowi wielu ładunków w przestrzeni (tzn. układowi, którego ładunek wypadkowy jest zerowy: ). Momentem dipolowym takiego układu jest wektor:
gdzie:
- jest wektorem położenia ładunku
Gdy dipol o momencie dipolowym p znajduje się w polu elektrycznym o natężeniu E, to działa na niego moment siły M:
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]Cząsteczki chemiczne mają niezerowe momenty dipolowe, jeśli atomy o różnych elektroujemnościach są w nich rozmieszczone nierównomiernie[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 |
HF | 1,83 | 6,09 |
H2O | 1,85 | 6,15 |
AgI | 4,55 | 15,18 |
NaI | 9,24 | 30,82 |
RbI | ok. 11,5 | ok. 38,4 |
Przykłady związków chemicznych o zerowym momencie dipolowym:
- dwutlenek węgla CO2
- dwusiarczek węgla CS2
- metan CH4
- czterochlorek węgla CCl4
- cyjan C2N2
- podtlenek węgla C3O2
- heksafluorek siarki SF6
- benzen C6H6
- hydrochinon C6H4(OH)2
- kwas tereftalowy C6H4(COOH)2
- tetratlenek diazotu N2O4
- dimetyloglioksym
Zobacz też
[edytuj | edytuj kod]Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ David Halliday, Robert Resnick: Podstawy fizyki. T. 2. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 1994. ISBN 83-01-09324-2.
- ↑ electric dipole moment, ''p'', [w:] A.D. McNaught , A. Wilkinson , Compendium of Chemical Terminology (Gold Book), S.J. Chalk (akt.), International Union of Pure and Applied Chemistry, wyd. 2, Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997, DOI: 10.1351/goldbook.E01929, ISBN 0-9678550-9-8 (ang.).
- ↑ Dipolowy moment elektryczny, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-07-22] .
- ↑ 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.
- ↑ dipol elektryczny. W: Encyklopedia techniki. Chemia. Warszawa: WNT, 1965.
- ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics. Wyd. 91. Boca Raton: CRC Press, 2011, s. 9–52 do 9–57.