偶极矩定义

当存在电荷分离时，就会出现偶极矩。偶极矩可以发生在离子键中的两个粒子之间，也可以发生在共价键中的原子之间；它们是由于电负性差异造成的。电负性差异越大，偶极矩就越大。电荷分离之间的距离也影响偶极矩的大小。偶极矩对应于分子的极限。

当粒子中的粒子共享不一致的电子时，它们会产生偶极矩。这发生在当一个分子比另一个分子更具电负性时，导致该粒子对典型的电子排列施加更强的拉力，或者当一个原子具有单一的电子排列，并且电负性向量的差异被认为符合要求时。水分子是其中最著名的模型之一，它由一个氧分子和两个氢原子组成。电负性差异和孤对电子导致氧原子带负分数电荷，每个氢原子带部分正电荷。

偶极矩是基于两个相反电荷分离的计算。偶极矩以向量量表示。电荷之间的距离再现电荷，方向是从负电荷到正电荷。

μ = qr

其中，μ 是偶极矩，q 是孤立电荷的范围，r 是电荷之间的距离。

偶极矩以库仑米 (C m) 为单位测量，但由于电荷通常很小，所以确定的单位是德拜。一德拜大约测量 3.33 x 10-30 厘米。一个粒子的典型偶极矩约为 1 D。

偶极矩示例值

由于偶极矩受温度影响，提供属性的表格应包括温度。环己烷在 25°C 时偶极矩为零。氯仿为 1.5，二甲基亚砜为 4.1。

偶极矩的意义

在物理学中，偶极矩描述了两个强化分子之间的电子转移。偶极矩的存在区分了极性键和非极性键。极性粒子具有净偶极矩。当净偶极矩为零或非常小时，该键和粒子被认为是非极性的。电负性低的原子经常形成具有适度偶极矩的化合物键。

关于偶极矩的重要事实

1. 键偶极矩是多原子分子中单个键的偶极矩，它不等于整个分子的偶极矩。
2. 它是一个向量量，这意味着它包含大小和正方向。由于偶极矩是一个向量量，它可以为零，因为两个相反作用的键偶极可以相互抵消。
3. 一个小箭头表示偶极矩，箭尾在负侧，箭头在正侧，按惯例。
4. 研究中采用箭图的一个小变体来表示偶极矩。正中心的一个十字和负中心的一个尖石代表偶极矩。这个箭头描绘了粒子中电子密度的变化。
5. 由于原子是多原子分子，其偶极矩是所有键偶极的向量和。

偶极矩的用途

1. 偶极矩用于确定键的极性概念。随着偶极矩强度的增加，粒子中键的极性概念也会增加。偶极矩为零的粒子是非极性的，而具有偶极矩的原子是极性的。
   
2. 偶极矩用于确定粒子的结构或状态。具有特定偶极矩值的粒子不会具有均匀的结构，因为它们可以是弯曲或精确的形状。偶极矩为零的粒子将具有均匀的结构或形状。
3. 偶极子的发展计算粒子中离子特征的百分比。
4. 偶极矩用于确定粒子的均匀性。具有至少两个极性键的原子将不平衡，因此会具有一定的偶极矩。例如 H2O=1.84D，CH3Cl（甲基氯）=1.86D。假设粒子的可比原子与中心分子连接，则产生的偶极矩为零。有些粒子甚至有图案。使用 CO2 和 CH4 模型。
5. 偶极矩用于区分顺式和反式异构体。反式异构体具有较大的偶极矩，而顺式异构体具有较低的偶极矩。
6. 偶极矩区分邻位、间位和对位异构体。对位异构体通常具有零偶极矩，但邻位异构体的偶极矩大于间位异构体。