Springen naar inhoud

Dipoolmoment


  • Log in om te kunnen reageren

#1

kenkari-c

    kenkari-c


  • 0 - 25 berichten
  • 3 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 februari 2005 - 15:20

Ik weet dat een dipoolmoment de grootte van de ladingen * de afstand tussen de ladingen is. Toch heb ik het moeilijk om mij er iets bij voor te stellen. Kan iemand een goed verstaanbare verklaring geven van een dipoolmoment?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Napoleon1981

    Napoleon1981


  • >1k berichten
  • 2399 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 februari 2005 - 18:33

Ok misschien werkt de natuurkundige visie,

Je het je lading (de grote van je kracht) en de afstand (arm). Zoals je weet wordt een moment uitgerekend met de kracht maal de afstand.

Duidelijker?

#3

bteunissen

    bteunissen


  • >1k berichten
  • 1122 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 februari 2005 - 00:37

volgens het chemiewoordenboek: ' electrisch neutraal deeltje, molecuul of atoom, waarin de zwaartepunten van de positieve en negatieve lading niet samenvallen.

Het is misschien duidelijker als je naar het verschil kijkt tussen H2O en CO2.
De zuurstof atomen in CO2 trekken net ietsjes harder aan de gedeelde elektronen dan de koolstof, maar omdat het molecuul lineair is (je tekent het dus als een reche lijn) is er geen dipoolmoment in dit molecuul.

Bij water is het echter een ander geval: hier trekt het zuurstof atoom ook iets harder aan de gedeelde elektronen dan de waterstof. Maar dit molecuul is niet lineair; de waterstof atomen zitten onder een hoek van 900 aan het zuurstof atoom vast. De kant van het molecuul waar de zuurstof zit is dus een klein beetje negatief (doordat de electronen die kant op worden getrokken) en de kant van de waterstof atomen is dan een klein beetje positief (doordat de elektronen daar een beetje vandaan worden getrokken). Doordat het molecuul nu een licht positieve en een licht negatieve kant heeft, heeft het een dipoolmoment.

Hopelijk is het zo duidelijk.......misschien iets te moeilijk , of juist te simpel :D

Grtz Bas

#4

Geert Hurenkamp

    Geert Hurenkamp


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 februari 2005 - 15:34

Help me eens, want het klinkt misschien raar, maar ik heb sinds (relatief) kort moeite met het begrip dipoolmoment (na het lange tijd voor zoete koek te hebben aangenomen en gebruikt).

Men neme een CO2-molecuul. Dat is lineair. De electronegativiteit van O-atomen is hoger dan die van C-atomen, dus een C=O-binding is polair.

Uit metingen en het gedrag van CO2 blijkt, dat het een - in totaal - apolaire stof is, dus het totale dipoolmoment van de stof moet 0 zijn. Er is ook geen dipool-dipoolinteractie tussen bijvoorbeeld twee CO2-moleculen, of tussen een CO2-molecuul en een watermolecuul.

Het begrijpen daarvan in termen van elektronenopbouw kost me moeite. Immers, het totale dipoolmoment (een wiskundige vectoriŽle optelling van de dipoolmomenten van alle afzonderlijke atoombindingen) is 0, maar er zijn intern toch wel twee dipooltjes aanwezig. En waarom zouden die dipooltjes geen dipool-dipoolinteractie kunnen aangaan met dipooltjes in andere moleculen? Anders gezegd: wat is de fysische betekenis van het mathematische construct dat een vectoroptelling is?

Dipool-dipoolinteracties tussen twee CO2-moleculen vindt kennelijk niet plaats; de macroscopische feiten (fysische eigenschappen e.d.) wijzen uit, dat CO2-moleculen geen dipool-dipool-interacties aangaan. In een molecuul met dipoolmoment 0 zijn dus kennelijk geen " interne" dipooltjes aanwezig. Dus in het CO2-molecuul zijn de beweegbare geladen deeltjes (de elektronen) (gemiddeld genomen) toch keurig op hun eigen atoom aanwezig. Zijn er in CO2-molecuul dan toch helemaal geen polaire bindingen (en δ+ en δ- geladen atomen) aanwezig? Of interpreteer ik het verkeerd en is dit een mooi voorbeeld, dat de quantumwerkelijkheid van moleculen zich niet laat beschrijven in termen van klassieke fysica (de fysica van plus- en minpooltjes)? Hoe moet je het dan quantummechanisch beschrijven?

Dus:
* zijn de O-atomen in CO2 daadwerkelijk δ- geladen?
* of trekt het ene O-atoom aan de C=O-bindingselektronen van de andere C-O-binding (en vice versa), zodat er helemaal geen δ- en δ+ voorkomt in CO2 en dus ook geen twee dipooltjes?
* of.... moet je het met een ander model (bijvoorbeeld QM) beschrijven? En hoe dan?
* of... ??????

Wie maakt mijn geest helder? :D :)

Veranderd door Geert Hurenkamp, 27 februari 2005 - 15:39


#5

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 27 februari 2005 - 17:33

Het begrijpen daarvan in termen van elektronenopbouw kost me moeite. Immers, het totale dipoolmoment (een wiskundige vectoriŽle optelling van de dipoolmomenten van alle afzonderlijke atoombindingen) is 0, maar er zijn intern toch wel twee dipooltjes aanwezig. En waarom zouden die dipooltjes geen dipool-dipoolinteractie kunnen aangaan met dipooltjes in andere moleculen? Anders gezegd: wat is de fysische betekenis van het mathematische construct dat een vectoroptelling is?

Hier heb je helemaal gelijk in. De interne dipooltjes in CO2 zullen wel degelijk tussen twee CO2 moleculen dicht bij elkaar een rol spelen. Hoe dan? Nou, als ik een dipool naast een CO2 molecuul houdt dan ondervindt die dipool twee krachten. Een kracht F1 en een kracht F2 van de andere dipool. En hoe verhouden zich F1 en F2? Nou, als de afstand tussen het molecuul en mijn dipool heel groot is dan zijn de afstanden tussen mijn proefdipool en de twee dipolen in het molecuul vrijwel even groot. De twee dipolen zijn echter tegen elkaar in gericht. Dit zorgt ervoor dat ruwweg F1 = -F2, ofwel de totale kracht is ongeveer 0.

Als ik mijn proefdipooltje dichtbij breng, dan komen er verschillen tussen F1 en -F2 die niet te verwaarlozen zijn. Deze eigenschap van het molecuul noemt men het "kwadrupoolmoment".

Als we naar ladingseffecten kijken kunnen we iets dergelijks zien: ik kan een proeflading rond een molecuul brengen met een negatieve en een positieve lading. Op grotere afstand zijn de aantrekkende en de afstotende kracht gelijk, maar dichtbij kan het verschil in afstand niet meer worden verwaarloosd. Dit is de definitie van een dipool.

Wat is nu het effect? Waarom is dit nuttig? Nu, lading heeft een enorm grote dracht. De kracht tussen twee ladingen is evenredig met 1/r2. Zoals ik hierboven beschreef is de kracht tussen een lading en een dipool minder ver dragend, die is evenredig met 1/r3. Tussen twee dipolen is de kracht evenredig met 1/r4. Als er kwadrupolen in het spel zijn wordt de macht boven r nog hoger.

Netto effect is: ja, de individuele dipolen vormen ook interactiekrachten, maar die spelen alleen op korte afstanden een rol.

Veranderd door rwwh, 27 februari 2005 - 17:33


#6

bteunissen

    bteunissen


  • >1k berichten
  • 1122 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 27 februari 2005 - 21:45

Netto effect is: ja, de individuele dipolen vormen ook interactiekrachten, maar die spelen alleen op korte afstanden een rol.

Is van deze krachten eigenlijk wel iets te merken bij CO2?
Bij water bijvoorbeeld is het duidelijk, maar in het geval van CO2 bevinden de moleculen zich in de gas fase op een dermate grote afstand van elkaar dat ik me niet voor kan stellen dat deze krachten, onder normale omstandigheden, een rol spelen.

Spelen deze interactiekrachten dus alleen bij CO2 onder druk? of zijn er nog andere eigenschappen van CO2 die verklaard worden door deze krachten?

Grtz Bas

#7

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 februari 2005 - 08:30

Spelen deze interactiekrachten dus alleen bij CO2 onder druk? of zijn er nog andere eigenschappen van CO2 die verklaard worden door deze krachten?

Alle eigenschappen van koolzuur dicht-bij-elkaar zullen hiermee te maken hebben. Dat is dus: kritische druk, kritische temperatuur, etc.

#8

Geert Hurenkamp

    Geert Hurenkamp


  • 0 - 25 berichten
  • 10 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 28 februari 2005 - 11:01

Thanx rwwh, moet je post eens tweemaal lezen en goed op me laten inwerken voordat ik er inhoudelijk verder op kan reageren.

Eťn issue moet ik wel even aanraken, want die is in jouw post verstopt en had ik ook wel overwogen: de relatie afstand en intermoleculaire kracht, ofwel: het kip-en-het-ei-verhaal.

Weinig intermoleculaire kracht => gasvormige stof vanwege warmtebeweging (tenzij T heel laag is, maar OK) => grote afstand tussen moleculen => weinig intermoleculaire kracht (kracht ~ 1/afstandx) .

Waar begint deze cirkel? Wat is het achterliggende, "drijvende principe"? Grote afstand door lage intermoleculaire kracht ůf lage intermoleculaire kracht vanwege grote afstand?

Het verhaal van de uitmiddelende krachten moet ik dus even goed op me in laten werken.

Meer info en overwegingen zijn wat mij betreft nog steeds welkom!

Veranderd door Geert Hurenkamp, 28 februari 2005 - 11:03


#9

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 28 februari 2005 - 11:26

(kracht ~ 1/afstandx) .

Het begin zit hem in die "x" : voor lading-lading interacties zoals in zouten is x=2. Voor dipool-dipool interacties 4. Voor quadrupool-quadrupoolinteracties 6. Als twee moleculen met een dipoolmoment van 0 elkaar even uit het oog verliezen, kunnen ze elkaar ook niet meer voelen.

De interactieenergie is de integraal van de interactiekracht over de weg naar het oneindige. Twee ladingen zien elkaar erg lang. Zelfs een matige kracht tussen de twee geldt dus zo lang, dat de integraal groot kan zijn. Twee kwadrupolen kunnen wel een grote intermoleculaire kracht geven als ze heel dichtbij zijn, maar als je ze even van elkaar neemt, dan is die kracht meteen weg. Daardoor is de integraal altijd klein.

#10

lasalle

    lasalle


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 mei 2012 - 20:47

Ik kom 2 definities tegen voor kwantitatieve grootte het dipoolmoment nl.:1) grootte van de +-lading x de afstand van de 2 desbetreffende atomen (kracht x arm)
en 2) verschil van electronegativiteit (delta En ) x de afstand van de atomen.
Welke is het?

#11

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 22 mei 2012 - 19:28

Het is lading x afstand.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures