Dipooldipoolinteraktsioonid

Dipolidipolivuorovaikutukset ovat sähköisen dipolin kahden dipolin välinen elektrostaattinen vuorovaikutus. Dipolit voivat olla pysyviä, kuten polaaristen molekyylien dipolit, tai ne voivat olla indusoituneita toisen dipolin tai ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta. Tämä vuorovaikutus kuuluu van der Waals -voimiin ja vaikuttaa nesteiden ja kiinteiden aineiden rakennetta, termisiä ominaisuuksia sekä dielektrisiä vasteita.

Perusmallissa potentiaalienergian U(r) kahden dipolin μ1 ja μ2 välillä voidaan esittää yleisesti siten: U(r) = -(1/(4π ε0)) [ (μ1·μ2)/r^3 - 3(μ1·r)(μ2·r)/r^5 ], jossa r on dipolien välisen etäisyyden suuruus. Tämä kaava osoittaa sekä etäisyyden että dipolien osoituksen merkityksen. Esimerkiksi, kun dipolit ovat r:n suuntaisesti samansuuntaiset, energia on U(r) = -(1/(4π ε0)) 2 μ1 μ2 / r^3, eli vuorovaikutus on attractive. Dipoleilla on myös vääntövoima, joka pyrkii asettamaan dipolit samaan suuntaan toistensa suhteen tai suhteessa ulkoiseen kenttään.

Tyypit: Keesom-vuorovaikutukset (pysyvien dipolien välinen vuorovaikutus), Debye-vuorovaikutukset (pysyvä dipoli ja indusoitu dipoli) sekä London-vuorovaikutukset (kaksi indusoitua dipolia). Nämä yhdessä muodostavat monien molekyylien kiinnittymisen ja järjestäytymisen perustan sekä vaikuttavat liukenemiseen, vaihekäyriin ja dielektrisiin ominaisuuksiin.

Yhteenveto: Dipolidipolivuorovaikutukset ovat pitkäkestoisia ja osuessaan toisten dipolien kautta vaikuttavia sähköisiä vuorovaikutuksia, joiden voimakkuus seuraa noin kolmannen potenssin etäisyydestä ja on vahvempi dipolien hitaasti vaihtaessa suuntaa.