Dipólusok

Dipólusoknak vagy dipólus rendszereknek olyan fizikai vagy kémiai rendszereket nevezzük, amelyek két azonos nagyságú, ellentétes töltésből álló pólusból adódnak, amelyeket egy meghatározott távolság választ el. Az elektromos dipólus momentumát p-vel jelöljük, és p = q d képlettel határozható meg, ahol q a töltés nagysága és d a két töltés közötti vektorális távolság. A dipólus irányát a negatív töltés felől a pozitív felé mutató vektorként adjuk meg. A mértékegység a Debye (1 Debye ≈ 3.33564×10^-30 C·m).

A molekulákban a dipólusmomentum megadja a polaritást. Permanens dipólusmomentum jellemző olyan molekulákra, ahol a töltéseloszlás aszimmetrikus (például víz vagy HCl), míg apoláris molekulákban a permanens dipólus momentum közel zero. A polaritás részben az elektronegativitáskülönbségből adódik, és a résztvevő részleges töltések jelölik δ+ és δ−.

Külső elektromos mező hatására a dipólus a mező irányába rendeződik; indukált dipólus esetén p ≈ αE, ahol α a polarizálhatóság. A dipólusmomentum és a mező összefüggése energetikailag U = - p·E, és ez meghatározza az anyag dielektromos válaszát és a dielektromos állandó alakulását. A molekula-dielektromos tulajdonságok következtében a poláris oldószerek és a különböző oldott anyagok viselkedése érthető.

A dipólus fogalmát gyakran használják a mágneses dipólus fogalmával együtt; a cikk azonban elsősorban elektromos dipólusokra összpontosít. A mérésekre példaként a Stark-effektus vagy dielektromos spektrális mérések szolgálnak, amelyek a dipólusmomentumot és a polaritást jellemzik.