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Fuerza de Debye (interacción dipolo-dipolo inducido)

1920
  • Peter Debye
Experimento de laboratorio que demuestra la Fuerza de Debye entre moléculas polares y no polares.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Una fuerza intermolecular atractiva entre una molécula polar (con una permanente dipolo) y una molécula no polar. El campo eléctrico del dipolo permanente distorsiona la nube electrónica de la molécula no polar, induciendo un dipolo temporal en ella. Los dos dipolos se atraen entonces entre sí. La energía potencial de interacción es [latex]V propto -frac{alpha mu^2}{r^6}[/latex], donde [latex]alpha[/latex] es la polarizabilidad y [latex]mu[/latex] es la constante dipolar permanente. momento dipolar.

The Debye force, also known as the induction force, explains how a polar molecule can attract a nonpolar one. A polar molecule possesses a permanent electric dipolo, which creates an electric field in its vicinity. When a nonpolar molecule enters this field, its electron cloud is distorted—electrons are pushed away from the negative end of the dipole and pulled toward the positive end. This separation of charge creates a temporary, ‘induced’ dipole in the nonpolar molecule. The interaction is always attractive because the induced dipole is always oriented favorably with respect to the permanent dipole that created it.

A diferencia de la Fuerza de KeesomLa fuerza de Debye no depende de la temperatura. Esto se debe a que el dipolo inducido se crea a partir del dipolo permanente y sigue su orientación instantáneamente, por lo que la rotación térmica del dipolo permanente no anula la atracción. La intensidad de la fuerza de Debye depende de dos factores: la magnitud del momento dipolar permanente (μ) de la molécula polar y la polarizabilidad (α) de la molécula no polar. Si bien generalmente son más débiles que las fuerzas dipolo-dipolo, las fuerzas de Debye son esenciales para comprender el comportamiento de las mezclas que contienen componentes polares y no polares.

UNESCO Nomenclature: 2202
- Física atómica y molecular

Tipo

Derecho físico

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Electrodinámica clásica y el concepto de campo eléctrico
  • La teoría del momento dipolar eléctrico permanente
  • El concepto de polarizabilidad atómica y molecular

Aplicaciones

  • Explicando la solubilidad de gases no polares (como el oxígeno o el nitrógeno) en disolventes polares (como el agua).
  • Modelado de interacciones en mezclas de sustancias polares y no polares
  • Comprender la formación de capas de solvatación alrededor de iones en solución.
  • Adhesión entre superficies polares y no polares

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Tensioactivos diseñados con cabezas polares óptimas y colas no polares para estabilizar emulsiones.
  • Materiales de cromatografía con superficies diseñadas para separar mezclas de moléculas polares y no polares.
  • Sistemas de administración de fármacos que utilizan transportadores polares para transportar fármacos no polares a través de entornos acuosos.
  • sensores para detectar contaminantes no polares en el agua
  • formulaciones cosméticas que garantizan mezclas estables de aceites e ingredientes a base de agua
  • Tintas especializadas para imprimir sobre superficies plásticas no polares
  • membranas que transportan selectivamente gases no polares de una corriente de gas mixto
  • Agentes espumantes para crear espumas estables en procesos industriales.
  • aditivos para pinturas y recubrimientos para mejorar la adhesión a diversos sustratos
  • modelos para predecir el destino ambiental de contaminantes no polares en sistemas acuáticos
Relacionado con: fuerza de Debye, dipolo-dipolo inducido, fuerza de inducción, polarizabilidad, dipolo permanente, fuerza intermolecular, moléculas no polares, moléculas polares, solvatación, Van der Waals.

Contexto histórico

Fuerza de Debye (interacción dipolo-dipolo inducido)

1917
1918
1920
1920
1921
1922
1924
1916
1918
1919-05-29
1920
1920
1921
1924
1924

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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