Sähködipoli

Sähködipolin sähkökenttäviivat

Sähködipolin muodostavat kaksi erimerkkistä mutta yhtä suurta varausta, joilla on tietty etäisyys (d) toisistaan.

Dipolia luonnehtii dipolimomentti (tunnus p), vektorisuure, jonka suuruus on yksittäisten varausten q suuruus kerrottuna varausten välimatkalla d:

$\mathbf {p} =q\mathbf {d}$.

Dipolimomentin SI-yksikkö on coulombimetri (Cm). Usein käytännöllisemmän kokoinen yksikkö on Debye (D), jonka suuruus coulombimetreissä on D = 3,336 x 10^-30 Cm.

Dipolimomentin suunta vastaa suuntaa negatiivisesta päästä positiiviseen. Koska sähkökentän suunta on määritelty positiiviseen varaukseen vaikuttavan voiman suuntana, dipolin kenttäviivat osoittavat poispäin positiivisesta varauksesta ja kohti negatiivista varausta.

Jos dipoli asetetaan ulkoiseen sähkökenttään, kenttä vaikuttaa dipolin erimerkkisiin päihin vastakkaissuuntaisilla voimilla. Syntyy vääntömomentti τ, joka pyrkii vääntämään dipolin kentän suuntaiseksi:

$\mathbf {\tau } =\mathbf {p} \times \mathbf {E}$,

missä p on sähköinen dipolimomentti.

Sähkökentässä sijaitsevan dipolin potentiaalienergia voidaan esittää yhtälöllä

$U=-\mathbf {p} \cdot \mathbf {E}$.

Molekyylin poolisuus

Molekyylin poolisuuteen vaikuttaa olennaisesti sen suuntautuneisuus (esimerkiksi vesimolekyylin kulma 105 astetta). L. Paulingin mukaan elektronegatiivisuus mittaa atomin kykyä vetää sidoselektroneja puoleensa. Kahden tai useamman atomin sitoutuessa kovalenttisesti toisiinsa saattaa atomien välille syntyä elektronegatiivisuuseroista johtuvia osittaisvarauksia. Paulingin elektronegatiivisuustaulukossa jaksollisen järjestelmän kaikkein elektronegatiivisimmat alkuaineet ovat oikealla ylhäällä (mm. fluori, happi). Esimerkiksi vesimolekyylit ovat poolisia.

Fluorimolekyyli F₂ ei ole poolinen molekyyli, koska siinä on kaksi samaa atomia, jotka ovat yhtä elektronegatiivisia. Tosin tällaisillakin molekyyleillä on hetkellisiä polarisoitumisen tapaisia voimia, nk. dispersiovoimia.

Kirjallisuutta

• Voipio, Erkki: Sähkö- ja magneettikentät. (Moniste 381) Espoo: Otakustantamo, 1987. ISBN 951-672-038-2