Momento dipolar

¿Qué es el momento dipolar?

El momento dipolar es una magnitud física que se utiliza para describir la polaridad de una molécula. Se define como el producto entre la carga eléctrica de dos átomos que forman un enlace químico y la distancia entre ellos. En otras palabras, el momento dipolar mide la separación de las cargas eléctricas en una molécula y su orientación en el espacio. Una molécula se considera polar si tiene un momento dipolar distinto de cero, es decir, si sus cargas eléctricas no están distribuidas de manera simétrica.

Ejemplos de momento dipolar

Un ejemplo de molécula polar es el agua (H2O), que tiene un momento dipolar de 1,85 D (Debye, unidad de medida del momento dipolar). Esto se debe a que los átomos de oxígeno e hidrógeno tienen cargas eléctricas diferentes y están dispuestos de manera asimétrica en la molécula. En contraste, una molécula no polar como el dióxido de carbono (CO2) tiene un momento dipolar de cero porque sus cargas eléctricas están distribuidas de manera simétrica.

Otro ejemplo de momento dipolar es el de las moléculas de amoniaco (NH3), que tienen un momento dipolar de 1,46 D. En este caso, la molécula es polar debido a la asimetría en la distribución de las cargas eléctricas de los átomos de nitrógeno e hidrógeno.

Cálculo del momento dipolar

El momento dipolar se calcula multiplicando la carga eléctrica de cada átomo involucrado en un enlace químico por la distancia entre ellos y la orientación de la molécula en el espacio. Es importante destacar que la carga eléctrica se expresa en unidades de carga elemental (e) y la distancia en unidades de longitud (m o Å). La orientación de la molécula se describe mediante un vector que apunta desde el átomo negativo al átomo positivo.

Por ejemplo, para calcular el momento dipolar de la molécula de agua, se multiplica la carga eléctrica del oxígeno (−2e) por la distancia entre el oxígeno y el hidrógeno (95,8 pm) y el vector de orientación de la molécula (apuntando hacia los hidrógenos). Luego se hace lo mismo con las cargas eléctricas de los hidrógenos (+e) y se suman los dos productos. El resultado es el momento dipolar de la molécula de agua.

Aplicaciones del momento dipolar

El momento dipolar tiene numerosas aplicaciones en química, física y biología. Se utiliza para explicar la solubilidad, las propiedades físicas y la reactividad de las moléculas. También se emplea en la interpretación de espectros de absorción, emisión y resonancia magnética nuclear. Además, el momento dipolar es importante en la interacción de moléculas con campos eléctricos, como en la separación de mezclas de compuestos polares y no polares mediante cromatografía.