Dipol-Moment-Definition

Ein Dipolmoment ist ein Maß für die Trennung zweier entgegengesetzter elektrischer Ladungen. Dipolmomente sind eine Vektorgröße. Die Größe ist gleich der Ladung multipliziert mit dem Abstand zwischen den Ladungen und der Richtung von negativer Ladung zu positiver Ladung:

μ = q · r

Dabei ist μ das Dipolmoment, q die Größe der getrennten Ladung und r der Abstand zwischen den Ladungen.

Dipolmomente werden in SI-Einheiten von Coulomb · Meter (C m) gemessen, aber da die Ladungen dazu neigen, sehr klein zu sein, ist die historische Einheit für ein Dipolmoment das Debye. Ein Debye ist ungefähr 3,33 x 10^-30 Cm. Ein typisches Dipolmoment für ein Molekül ist etwa 1 D.

Bedeutung des Dipolmoments

In der Chemie werden Dipolmomente auf die Verteilung von Elektronen zwischen zwei gebundenen Atomen angewendet. Das Vorhandensein eines Dipolmoments ist der Unterschied zwischen polaren und unpolaren Bindungen. Moleküle mit einem Netto-Dipolmoment sind polare Moleküle. Wenn das Netto-Dipolmoment Null oder sehr, sehr klein ist, werden die Bindung und das Molekül als unpolar angesehen. Atome mit ähnlichen Elektronegativitätswerten neigen dazu, chemische Bindungen mit einem sehr kleinen Dipolmoment zu bilden.

Beispiel Dipolmomentwerte

Das Dipolmoment ist temperaturabhängig, daher sollte in Tabellen, in denen die Werte aufgeführt sind, die Temperatur angegeben werden. Bei 25 ° C beträgt das Dipolmoment von Cyclohexan 0. Es beträgt 1,5 für Chloroform und 4,1 für Dimethylsulfoxid.

Berechnung des Dipolmoments von Wasser

Mit einem Wassermolekül (H₂O), es ist möglich, die Größe und Richtung des Dipolmoments zu berechnen. Beim Vergleich der Elektronegativitätswerte von Wasserstoff und Sauerstoff ergibt sich für jede chemische Wasserstoff-Sauerstoff-Bindung ein Unterschied von 1,2e. Sauerstoff hat eine höhere Elektronegativität als Wasserstoff und übt daher eine stärkere Anziehungskraft auf die Elektronen aus, die sich die Atome teilen. Sauerstoff hat auch zwei einzelne Elektronenpaare. Sie wissen also, dass das Dipolmoment auf die Sauerstoffatome zeigen muss. Das Dipolmoment wird berechnet, indem der Abstand zwischen den Wasserstoff- und Sauerstoffatomen mit der Ladungsdifferenz multipliziert wird. Dann wird der Winkel zwischen den Atomen verwendet, um das Netto-Dipolmoment zu finden. Es ist bekannt, dass der Winkel, den ein Wassermolekül bildet, 104,5 ° beträgt und das Bindungsmoment der O-H-Bindung -1,5 D beträgt.

μ = 2 (1,5) cos (104,5 ° / 2) = 1,84 D