Momento de dipolo de ligação - Bond dipole moment

Um diagrama que mostra os momentos de dipolo de ligação do trifluoreto de boro . δ- mostra um aumento na carga negativa e δ + mostra um aumento na carga positiva. Observe que os momentos de dipolo desenhados neste diagrama representam o deslocamento dos elétrons de valência como a origem da carga, que é oposta à direção do momento de dipolo elétrico real.

O momento de dipolo da ligação usa a ideia de momento de dipolo elétrico para medir a polaridade de uma ligação química dentro de uma molécula . Isso ocorre sempre que há uma separação de cargas positivas e negativas.

O dipolo de ligação μ é dado por:

.

O dipolo de ligação é modelado como δ +  - δ - com uma distância d entre as cargas parciais δ + e δ - . É um vetor, paralelo ao eixo da ligação, apontando de menos para mais, como é convencional para vetores de momento dipolo elétrico .

Os químicos freqüentemente desenham o vetor apontando de mais para menos. Este vetor pode ser fisicamente interpretado como o movimento sofrido pelos elétrons quando os dois átomos são colocados a uma distância d separados e podem interagir, os elétrons se moverão de suas posições de estado livre para serem localizados mais em torno do átomo mais eletronegativo .

A unidade SI para o momento de dipolo elétrico é o coulomb-medidor. Isso é muito grande para ser prático na escala molecular. Os momentos de dipolo de ligação são comumente medidos em debyes , representados pelo símbolo D, que é obtido medindo a carga em unidades de 10-10 statcoulomb e a distância d em Angstroms . Baseado no fator de conversão de 10 −10 statcoulomb sendo 0,208 unidades de carga elementar, então 1,0 debye resulta de um elétron e um próton separados por 0,208 Å. Um fator de conversão útil é 1 D = 3,335 64 × 10 - 30  C m.

Para moléculas diatômicas, há apenas uma ligação (única ou múltipla), de modo que o momento de dipolo da ligação é o momento de dipolo molecular, com valores típicos na faixa de 0 a 11 D. Em um extremo, uma molécula simétrica como o cloro , Cl
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, tem momento de dipolo zero, enquanto perto do outro extremo, o brometo de potássio em fase gasosa , KBr, que é altamente iônico, tem um momento de dipolo de 10,5 D.

Para moléculas poliatômicas, há mais de uma ligação. O momento de dipolo molecular total pode ser aproximado como a soma vetorial dos momentos de dipolo de ligação individual. Freqüentemente, os dipolos de ligação são obtidos pelo processo reverso: um dipolo total conhecido de uma molécula pode ser decomposto em dipolos de ligação. Isso é feito para transferir momentos de dipolo de ligação para moléculas que têm as mesmas ligações, mas para as quais o momento de dipolo total ainda não é conhecido. A soma do vetor dos dipolos das ligações transferidas fornece uma estimativa para o dipolo total (desconhecido) da molécula.

Veja também

Referências

  1. ^ Blaber, Mike (2018). "Dipole_Moments" . Libre Texts . California State University.
  2. ^ IUPAC , Compêndio de Terminologia Química , 2o ed. (o "Livro do Ouro") (1997). Versão corrigida online: (2006–) " momento de dipolo elétrico, p ". doi : 10.1351 / goldbook.E01929
  3. ^ Hovick, James W .; Poler, JC (2005). "Equívocos nas convenções de sinais: Invertendo o momento do dipolo elétrico". J. Chem. Educ . 82 (6): 889. doi : 10.1021 / ed082p889 .
  4. ^ Atkins, Peter; de Paula, Julio (2006). Physical Chemistry (8ª ed.). WH Freeman. p. 620 (e capa interna) . ISBN 0-7167-8759-8.
  5. ^ Físico-química 2ª edição (1966) GM Barrow McGraw Hill