Polarización Orientacional
Antes de discutir la polarización orientacional, examinemos los detalles estructurales de algunas moléculas. Tomemos una molécula de oxígeno. Un átomo de oxígeno solo tiene 6 electrones en su capa más externa. Un átomo de oxígeno crea un enlace covalente doble con otro átomo de oxígeno y forma una molécula de oxígeno. En una molécula de oxígeno, la distancia entre los centros de los núcleos de dos átomos es de 121 picómetros. Sin embargo, no hay momento dipolar permanente o resultante, ya que ambos extremos de la molécula están igualmente cargados. No hay transferencia neta de carga entre los átomos en la molécula. De manera similar, si tomamos las imágenes de hidrógeno, nitrógeno, etc., encontraremos que tampoco hay un momento dipolar nulo por las mismas razones. Ahora, consideremos la estructura molecular del agua.
Una molécula de agua tiene una estructura doblada. Aquí, el átomo de oxígeno tiene un enlace covalente con dos átomos de hidrógeno. La parte de oxígeno de la molécula de agua es ligeramente negativa, mientras que las partes de hidrógeno son ligeramente positivas. Estas partes negativas y positivas de la molécula forman dos momentos dipolares dirigidos desde el centro del átomo de oxígeno al centro de los átomos de hidrógeno.
El ángulo entre estos dos momentos dipolares es de 105o. Habría un resultado de estos dos momentos dipolares. Este momento dipolar resultante está presente en cada molécula de agua, incluso en ausencia de cualquier campo aplicado externamente. Por lo tanto, la molécula de agua tiene un momento dipolar permanente. El dióxido de nitrógeno o tipos similares de moléculas tienen el mismo momento dipolar permanente por la misma razón.
Cuando se aplica un campo eléctrico externo, las moléculas con momento dipolar permanente se orientan según la dirección del campo eléctrico aplicado. Esto se debe a que el campo eléctrico externo ejerce un par de torsión sobre el momento dipolar permanente de cada molécula. El proceso de orientación de los momentos dipolares permanentes a lo largo del eje del campo eléctrico aplicado se llama polarización orientacional.
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