Aprenda qué es un Dipolo en Química y Física

Un dipolo es una separación de cargas eléctricas opuestas. Un dipolo se cuantifica por su momento dipolar (μ).

Un momento dipolar es la distancia entre cargas multiplicada por la carga. La unidad del momento dipolar es el debye, donde 1 debye es 3,34×10⁻³⁰ C * m. El momento dipolar es una cantidad vectorial que tiene magnitud y dirección.

La dirección de un memento dipolar eléctrico apunta desde la carga negativa hacia la carga positiva. Cuanto mayor es la diferencia en electronegatividad, mayor es el momento dipolar. La distancia que separa las cargas eléctricas opuestas también afecta a la magnitud del memento dipolar.

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Tipos de Dipolos

Hay dos tipos de dipolos:

• Dipolos eléctricos
• Dipolos magnéticos

Un dipolo eléctrico ocurre cuando las cargas positivas y negativas (como un protón y un electrón o un catión y un anión) están separadas entre sí. Por lo general, las cargas están separadas por una pequeña distancia. Los dipolos eléctricos pueden ser temporales o permanentes. Un dipolo eléctrico permanente se llama electreto.

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Un dipolo magnético ocurre cuando hay un bucle cerrado de corriente eléctrica, como un bucle de cable con electricidad que lo atraviesa. Cualquier carga eléctrica en movimiento también tiene un campo magnético asociado. En el bucle de corriente, la dirección del memento dipolar magnético apunta a través del bucle utilizando la regla de agarre de la mano derecha. La magnitud del momento dipolar magnético es la corriente del bucle multiplicada por el área del bucle.

Ejemplos de Dipolos

En química, un dipolo generalmente se refiere a la separación de cargas dentro de una molécula entre dos átomos o átomos unidos covalentemente que comparten un enlace iónico. Por ejemplo, una molécula de agua (H₂O) es un dipolo.

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El lado del oxígeno de la molécula lleva una carga negativa neta, mientras que el lado con los dos átomos de hidrógeno tiene una carga eléctrica positiva neta. Las cargas de una molécula, como el agua, son cargas parciales, lo que significa que no suman el" 1 " de un protón o electrón. Todas las moléculas polares son dipolos.

Incluso una molécula lineal no polar como el dióxido de carbono (CO₂) contiene dipolos. Hay una distribución de carga a través de la molécula en la que la carga se separa entre los átomos de oxígeno y carbono.

Incluso un solo electrón tiene un momento dipolar magnético. Un electrón es una carga eléctrica en movimiento, por lo que tiene un pequeño bucle de corriente y genera un campo magnético. Aunque pueda parecer contrario a la intuición, algunos científicos creen que un solo electrón también puede poseer un momento dipolar eléctrico.

Un imán permanente es magnético debido al momento dipolar magnético del electrón. El dipolo de un imán de barra apunta desde su sur magnético hacia su norte magnético.

La única forma conocida de hacer dipolos magnéticos es formando bucles de corriente o mediante espín de mecánica cuántica.

El Límite Dipolar

Un memento dipolar se define por su límite dipolar. Esencialmente, esto significa que la distancia entre cargas converge a 0 mientras que la fuerza de las cargas diverge al infinito. El producto de la fuerza de carga y la distancia de separación es un valor positivo constante.

Dipolo como Antena

En física, otra definición de dipolo es una antena que es una varilla metálica horizontal con un cable conectado a su centro.