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Força de Debye (Interação dipolo-dipolo induzido)

1920
  • Peter Debye
Laboratory experiment demonstrating Debye Force between polar and nonpolar molecules.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

Uma força intermolecular atrativa entre moléculas polares (com uma constante de valência) dipolo) e uma molécula apolar. O campo elétrico do dipolo permanente distorce a nuvem eletrônica da molécula apolar, induzindo um dipolo temporário nela. Os dois dipolos então se atraem. A energia potencial de interação é [latex]V propto -frac{alpha mu^2}{r^6}[/latex], onde [latex]alpha[/latex] é a polarizabilidade e [latex]mu[/latex] é o campo elétrico permanente momento dipolar.

A força de Debye, também conhecida como força de indução, explica como uma molécula polar pode atrair uma molécula apolar. Uma molécula polar possui um dipolo elétrico permanente, que cria um campo elétrico em sua vizinhança. Quando uma molécula apolar entra nesse campo, sua nuvem eletrônica é distorcida — os elétrons são repelidos da extremidade negativa do dipolo e atraídos para a extremidade positiva. Essa separação de cargas cria um dipolo temporário, "induzido", na molécula apolar. A interação é sempre atrativa porque o dipolo induzido está sempre orientado favoravelmente em relação ao dipolo permanente que o criou.

Unlike the Keesom force, the Debye force is not dependent on temperature. This is because the induced dipole is created by the permanent dipole and follows its orientation instantaneously, so thermal tumbling of the permanent dipole does not average out the attraction. The strength of the Debye force depends on two factors: the magnitude of the permanent dipole moment ([latex]\mu[/latex]) of the polar molecule and the polarizability ([latex]\alpha[/latex]) of the nonpolar molecule. While generally weaker than dipole-dipole forces, Debye forces are essential for understanding the behavior of mixtures containing both polar and nonpolar components.

UNESCO Nomenclature: 2202
Física atômica e molecular

Tipo

Lei Física

Interrupção

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Eletrodinâmica clássica e o conceito de campo elétrico
  • A teoria do momento de dipolo elétrico permanente
  • O conceito de polarizabilidade atômica e molecular

Aplicações

  • Explicando a solubilidade de gases apolares (como oxigênio ou nitrogênio) em solventes polares (como a água).
  • Modelagem de interações em misturas de substâncias polares e apolares
  • Compreendendo a formação de camadas de solvatação em torno de íons em solução.
  • adesão entre superfícies polares e apolares

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Related to: Debye force, dipole-induced dipole, induction force, polarizability, permanent dipole, intermolecular force, nonpolar molecules, polar molecules, solvation, Van der Waals.

Contexto histórico

Força de Debye (Interação dipolo-dipolo induzido)

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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