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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.

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.

Ao contrário do Força KeesomA força de Debye não depende da temperatura. Isso ocorre porque o dipolo induzido é criado pelo dipolo permanente e segue sua orientação instantaneamente, de modo que a rotação térmica do dipolo permanente não anula a atração. A intensidade da força de Debye depende de dois fatores: a magnitude do momento de dipolo permanente (μ) da molécula polar e a polarizabilidade (α) da molécula apolar. Embora geralmente mais fracas do que as forças dipolo-dipolo, as forças de Debye são essenciais para a compreensão do comportamento de misturas que contêm componentes polares e apolares.

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

  • surfactants designed with optimal polar heads and nonpolar tails for stabilizing emulsions
  • chromatography materials with surfaces engineered to separate mixtures of polar and nonpolar molecules
  • drug delivery systems that use polar carriers to transport nonpolar drugs through aqueous environments
  • sensors for detecting nonpolar pollutants in water
  • cosmetic formulations that ensure stable mixtures of oils and water-based ingredients
  • specialized inks for printing on nonpolar plastic surfaces
  • membranes that selectively transport nonpolar gases from a mixed gas stream
  • foaming agents for creating stable foams in industrial processes
  • additives for paints and coatings to improve adhesion to diverse substrates
  • models for predicting the environmental fate of nonpolar contaminants in aquatic systems
Relacionado a: força de Debye, dipolo-dipolo induzido, força de indução, polarizabilidade, dipolo permanente, força intermolecular, moléculas apolares, moléculas polares, solvatação. 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)

10º ano aniversário

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