Momentos de Dipolo Molecular

A pesar de que la carga total de una molécula es cero, la naturaleza de los enlaces químicos es tal que las cargas positivas y negativas no se solapan por completo en la mayoría de las moléculas. Dichas moléculas se dice que son polares debido a que poseen un momento dipolar permanente. Un buen ejemplo es el momento dipolar de la molécula de agua. Moléculas con simetría especular, como el oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y el tetracloruro de carbono no tienen momentos dipolares permanentes. Incluso si no tienen un momento dipolar permanente, es posible inducir un momento dipolar por la aplicación de un campo eléctrico externo. Esto se conoce como polarización y la magnitud del momento dipolar inducido es una medida de la polarizabilidad de las especies moleculares.

Campo DipolarPotencial Dipolar
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Momento Dipolar del Agua

La asimetría de la molécula del agua lleva a un momento dipolar en el plano de simetría que marcan los átomos de hidrógenos mas positivos. La magnitud medida de este momento dipolar es

Tratando este sistema como una carga negativa de 10 electrones y una carga positiva de 10e, la separación efectiva de centros de carga negativos y positivos es

Esta separación de carga de 0,0039 nm frente a unos 0,05 nm del primer radio de Bohr de un átomo de hidrógeno y alrededor de 0,15 nm para el radio efectivo del hidrógeno en forma líquida, es pequeña comparada con el radio atómico.

La naturaleza polar de las moléculas del agua, les permite vincularse entre ellas en grupos y se asocia con la alta tensión de superficie del agua.

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Referencia
Halliday, Resnick, Walker
Sec 24.9
 
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Vinculación Dipolar en el Agua

La interacción dipolar entre las moléculas del agua, representa una gran cantidad de energía interna y es un factor para el gran calor específico del agua. El momento dipolar del agua proporciona una "facilidad" para la interacción con los campos eléctricos de microondas en un horno microondas. Las microondas pueden añadir energía a las moléculas del agua, mientras que las moléculas sin momento dipolar, quedarán inafectadas.

La naturaleza polar de las moléculas del agua, les permite asociarse entre ellas en grupo y se vincula con la alta tensión de superficie del agua. La naturaleza polar de las moléculas del agua tiene muchas implicaciones. Origina que a suficiente presión de vapor el vapor de agua salga de la superficie líquida según la ley del gas ideal como consecuencia de las atracciones dipolo-dipolo. Esto puede dar lugar a condensación y fenómenos como la formación de nubes, la niebla, el rocío, etc. También tiene mucho que ver con la función del agua como disolvente de la vida en los sistemas biológicos.

Agua
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