Dipoliarvot

Dipoliarvot ovat molekyylin varausjakaumasta johtuva sähköinen vektori, joka kuvaa positiivisen ja negatiivisen varauksen eroa molekyylin sisällä. Suuruus ilmoitetaan Debye-yksiköissä (D); 1 Debye on noin 3.33564×10^-30 C·m. Dipoliarvo kertoo molekyylin polaarisuudesta ja vaikuttaa sen vuorovaikutuksiin muiden molekyylien kanssa sekä sen käytännön ominaisuuksiin, kuten liukoisuuteen ja kiehumispisteisiin.

Dipoliarvon syntyyn vaikuttavat sekä sidosten elektronegatiivisuuserot että molekyylin kolmiulotteinen geometria. Jos molekyyli on symmetrinen siten, että varauksien summa kumoaa toisensa, dipoliarvo on nolla. Esimerkkejä: veden molekyylin dipoliarvo on noin 1.85 D, HCl:llä noin 1.08 D, kun taas hiilidioksidilla CO2 on lineaarinen ja sen dipoliarvo on nolla.

Dipoliarvot voidaan määrittää sekä kokeellisesti että teoreettisesti. Kokeellisia menetelmiä ovat dielektrisen vuorovaikutuksen ja polarisoinnin mittaukset sekä erilaiset spektroskopiset lähestymistavat. Teoreettisesti dipoliarvot lasketaan kvanttihapotusmenetelmillä, kuten DFT- tai post-HF -laskenta, ja tulokset ilmoitetaan yleensä Debyeina. Dipoliarvot ovat luonteeltaan erilaisia kuin polarisoituminen: ensimmäinen on pysyvä varausjakauma (permanent dipole), jälkimmäinen taas induced dipole - dipoli syntyvä ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta.

Dipoliarvoilla on keskeinen rooli kemiallisessa reaktiokäyttäytymisessä, nesteiden vuorovaikutuksissa sekä materiaalien sähköisissä ominaisuuksissa. Ne auttavat ymmärtämään molekyylien johtamista, liukenemista ja kiinnittymistä toisiinsa monissa sovelluksissa.

Lisätietoja aiheesta: polariteetti, polaariset molekyylit, dielektrinen konstantti, polarisaatio.