Dipoolmomenten

Een dipoolmoment, oftewel een dipoolmomenten, is een maat voor de scheiding van positieve en negatieve lading in een systeem. Het is een vector, gericht van de centrale negatieve lading naar de positieve lading. In moleculen ontstaat een dipoolmoment door verschil in elektronegativiteit tussen atomen en door de ruimtelijke verdeling van lading. Voor een puntladingsverdeling ρ(r) geldt μ = ∫ r ρ(r) d^3r. Bij een diatomisch molecuul met twee ladingen q en -q op afstand d neemt μ de waarde μ = q d in de richting van de vector die van de negatieve naar de positieve lading wijst.

Bij polyatomische moleculen is μ de vectoriële som van de bonddipolen; in de gebruikelijke benadering luidt μ ≈ ∑ μ_k met μ_k = q_k d_k langs de bondrichting. In de chemie wordt de eenheid Debye gebruikt: 1 Debye ≈ 3,33564×10^-30 C·m. Een molecuul met een symmetrische geometrie kan een nul permanent dipoolmoment hebben (bijv. O2, N2, CO2), terwijl gebogen of niet-symmetrische moleculen een permanent dipoolmoment bezitten (bijv. H2O, NH3, HCN).

Het dipoolmoment kan worden bepaald uit spectroscopie en dielektrische metingen: in de gasfase via microwave spectroscopy of intensiteitsmetingen in IR-spectra, en uit de dielektrische eigenschap van vloeistoffen. Het dipoolmoment bepaalt de mate van orientatie in een extern elektrisch veld en daarmee de interacties van een molecuul met elektrische velden, temperatuur en rotatie.

Samenvattend is het dipoolmoment een fundamentele eigenschap die de polariteit van moleculen bepaalt en invloed heeft op oplosbaarheid, intermoleculaire interacties en spectroscopische kenmerken.