dipolirakenteiden

Dipolirakenteet ovat molekyylien rakenteita, joissa positiivinen ja negatiivinen varaus ovat erillään ja muodostavat pysyvän dipolimomentin μ. Dipolimomentti on vektori, jonka suunta määrittää positiivisen varauksen suunnan ja jonka suuruus kuvastaa varauksien erillisyyden voimakkuutta. Dipolirakenteet syntyvät usein polaarisista kovalenttisista sidoksista sekä epäyhtenäisestä elektronijakaumasta molekyylin geometrian vuoksi.

Geometrialla on keskeinen rooli: esimerkiksi vesimolekyyli H2O ja ammoniakki NH3 ovat pysyvästi dipolisia, koska niiden muoto ei kumoa kokonetta varaus. Toisaalta hiilidioksidi CO2 on lineaarinen ja sen nettodipoli on nolla, vaikka siinä on polaarisia sidoksia. Dipolimomentin suuruus ja suunnan määräävät sekä atomien elektronegatiivisuudet että molekyylin 3D-rakenne.

Intermolekulaariset vuorovaikutukset dipoleilla ovat tärkeitä. Dipoli-dipoli-vuorovaikutukset (Keesomin voimat) vaikuttavat nesteiden kiehumispisteisiin, sulamispisteisiin ja liukoisuuteen polaarisiin liuottimiin. Vahvat vesihydrogenaali-vuorovaikutukset ovat erityisen voimakkaita dipolien välisiä sitoumuksia.

Mitat ja teoria: Dipolimomentti ilmoitetaan usein Debye-yksikköinä (D). Dipolimomentin suuruutta voidaan arvioida sekä kokeellisesti dielektrisen vakion ja spektrien avulla että teoreettisesti ab initio- tai DFT-laskuilla, jotka kuvaavat elektronijakaumaa ja varausjakoa molekyylissä.