Polarizzazione orientazionale
Prima di discutere di polarizzazione orientazionale, esaminiamo i dettagli strutturali di alcune molecole. Prendiamo una molecola di ossigeno. Un singolo atomo di ossigeno ha solo 6 elettroni nel suo guscio esterno. Un atomo di ossigeno crea un legame covalente doppio con un altro atomo di ossigeno, formando una molecola di ossigeno. In una molecola di ossigeno, la distanza tra i centri dei nuclei di due atomi è di 121 picometri. Tuttavia, non c'è un momento dipolare permanente o risultante poiché entrambe le estremità della molecola sono caricate in modo equo. Non c'è un trasferimento netto di carica tra gli atomi nella molecola. Analogamente, se consideriamo le molecole di idrogeno, azoto ecc., troveremo che non c'è un momento dipolare netto per le stesse ragioni. Ora, consideriamo la struttura molecolare dell'acqua.
Una molecola d'acqua ha una struttura piegata. Qui, l'atomo di ossigeno ha un legame covalente con due atomi di idrogeno. La parte dell'ossigeno nella molecola d'acqua è leggermente negativa, mentre le parti di idrogeno sono leggermente positive. Queste parti negative e positive della molecola formano due momenti dipolari puntati dal centro dell'atomo di ossigeno al centro degli atomi di idrogeno.
L'angolo tra questi due momenti dipolari è di 105o. Ci sarebbe un risultante di questi due momenti dipolari. Questo momento dipolare risultante è presente in ogni molecola d'acqua anche in assenza di qualsiasi campo esterno applicato. Quindi, la molecola d'acqua ha un momento dipolare permanente. Anche le molecole di biossido di azoto o simili hanno lo stesso momento dipolare permanente per le stesse ragioni.
Quando viene applicato un campo elettrico esterno, le molecole con un momento dipolare permanente si orientano secondo la direzione del campo elettrico applicato. Questo perché il campo elettrico esterno esercita una coppia su ogni momento dipolare permanente. Il processo di orientamento dei momenti dipolari permanenti lungo l'asse del campo elettrico applicato è chiamato polarizzazione orientazionale.
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