Qu'est-ce qu'une molécule dipolaire ?

Dans le cas d'un dipôle, les charges sont inégalement réparties

Un dipôle (électrique) est dans le la physique un arrangement avec deux charges électriques égales mais opposées. Ces deux charges sont isolées l'une de l'autre à faible distance.

• Pour de nombreuses molécules, le terme "molécule dipolaire" est utilisé dans le chimie utilisé. Ces molécules présentent des distributions de charge asymétriques prononcées des électrons, même si la molécule est électriquement neutre à l'extérieur. Il est courant d'appeler ces molécules simplement des dipôles ou des polaires.
• Comme modèle, vous pourriez créer un dipôle en plaçant deux sphères métalliques isolées l'une de l'autre à une distance pas trop grande et en les chargeant.
• En génie électrique, un dipôle est une antenne en forme de tige qui est alimentée au milieu. Les porteurs de charge mobiles dans cette antenne dipôle garantissent l'émission d'ondes électromagnétiques.
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• Le moment dipolaire est une grandeur caractéristique pour chaque dipôle, quelles que soient sa taille et sa charge. Dans le cas électrique, vous pouvez l'interpréter comme une mesure de la séparation des charges. Le moment dipolaire est défini comme μ = q * l, où q est la charge et l est la distance entre les deux charges. L'unité résulte du coulomb mètre (Cm).


Forces dipôle-dipôle - c'est ce que cela signifie en chimie

Il existe d'innombrables forces entre les molécules, qui dans la plupart des cas sont causées par des charges ...

• De plus, on parle de dipôle magnétique s'il y a deux pôles magnétiques opposés au lieu de charges. Chaque aimant permanent en forme de tige est un tel dipôle magnétique. Vous pouvez aussi grossièrement désigner le champ magnétique terrestre comme un dipôle magnétique.

L'électronégativité fait la différence

Une molécule dipolaire a une répartition inégale des électrons. C'est-à-dire que le centre de gravité des charges positives du noyau atomique et le centre de gravité des charges négatives des électrons ne coïncident pas. Pourquoi donc?

• En chimie, une liaison est toujours créée par les forces d'attraction qu'un noyau atomique exerce sur les électrons du partenaire de liaison - et vice versa. Ce sont généralement des partenaires inégaux, c'est-à-dire des atomes d'éléments différents.
• Le terme chimique pour de telles forces de liaison est l'électronégativité. Ceci est compris comme signifiant l'effort des atomes pour attirer la paire d'électrons partagée dans une liaison. L'électronégativité d'un élément est une valeur numérique pure qui peut être calculée théoriquement et sert de valeur de comparaison dans les liaisons chimiques. Vous pouvez utiliser ces valeurs numériques dans les tables Chercher.

En termes simples, le caractère dipolaire d'une liaison est d'autant plus grand que la différence d'électronégativité est grande.

Cela crée une molécule dipolaire permanente

Des exemples de molécules dipolaires sont donc toutes les molécules constituées de deux partenaires avec une négativité électronique (très) différente :

• Les halogènes (groupe 7), en particulier le fluor, ont une électronégativité élevée. Selon la règle de l'octet, ces éléments veulent occuper leur enveloppe électronique externe avec huit électrons dans une liaison. En gros, ils attirent les électrons dans une liaison.
• Les métaux alcalins et alcalino-terreux (groupes 1 et 2) ainsi que l'hydrogène n'ont qu'une faible électronégativité. Les éléments n'ont qu'un ou deux électrons dans leur enveloppe externe, qu'ils cèdent facilement dans une liaison.
• Avec le chlorure d'hydrogène HCl (et aussi avec le fluorure d'hydrogène HF), par exemple, le courant la paire d'électrons qui crée la liaison est, en moyenne dans le temps, plus à l'atome de chlore qu'à l'atome d'hydrogène à. Cela donne au chlore une charge partielle négative et à l'hydrogène une charge partielle positive.
• Dans le cas extrême, les atomes entrent dans une liaison ionique dans laquelle un ou plusieurs électrons restent en permanence avec l'un des deux partenaires de liaison. Le chlorure de sodium, chimiquement NaCl, en est un exemple. Le cristal qui se forme est constitué d'ions sodium chargés positivement et d'ions chlore chargés négativement.

La molécule d'eau en est un exemple frappant

• Un exemple bien connu de molécule dipolaire est la molécule d'eau composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène, chimiquement H.₂O. Ici, l'atome le plus électronégatif est l'oxygène, qui, selon la règle de l'octet, manque de deux électrons dans la couche externe.
• En effet, la forme du H₂La molécule O est inhabituelle. Les deux noyaux d'hydrogène sont chacun liés au noyau d'oxygène et forment l'un avec l'autre angle de 105°. Les deux électrons de l'hydrogène sont de préférence situés au voisinage de l'oxygène. La molécule d'eau est positive du côté des deux noyaux d'hydrogène et négative au voisinage de l'oxygène.
• La forme inhabituelle de la molécule a des conséquences de grande envergure: si de nombreuses molécules d'eau se réunissent, elles ne distribueront pas de particules aléatoires ou non chargées. Certaines molécules formeront des liaisons entre la partie oxygène négative et la partie hydrogène positive d'une autre molécule.
• Cette liaison est appelée liaison hydrogène. Les molécules se collent, d'autres se déchirent. La durée de vie de telles liaisons hydrogène est de l'ordre de la nanoseconde. Selon la température, certaines molécules sont liées entre elles pour former une sorte de réseau spatial. Cela se brise à nouveau rapidement pour se reformer sous une forme différente. Ce réseautage est l'un des fondements d'aujourd'hui Propriétés de l'anomalie de l'eau.

En résumé, vous pourriez le formuler ainsi: Une molécule dipolaire est caractérisée par le fait que sa liaison a une distribution de charge asymétrique des électrons. Les composés de métaux alcalins et d'halogènes sont de bons exemples de telles molécules. La plus connue est la molécule d'eau polaire.