Polarização Orientacional
Antes de discutir polarização orientacional, vamos examinar os detalhes estruturais de algumas moléculas. Vamos considerar uma molécula de oxigênio. Um único átomo de oxigênio possui apenas 6 elétrons em sua camada mais externa. Um átomo de oxigênio cria um duplo elo covalente com outro átomo de oxigênio e forma uma molécula de oxigênio. Em uma molécula de oxigênio, a distância entre os centros dos núcleos de dois átomos é de 121 picômetros. No entanto, não há momento dipolar permanente ou resultante, pois ambas as extremidades da molécula são igualmente carregadas. Não há transferência líquida de carga entre os átomos na molécula. Da mesma forma, se considerarmos as moléculas de hidrogênio, nitrogênio etc., encontraremos que também não há momento dipolar líquido pelas mesmas razões. Agora, vamos considerar a estrutura molecular da água.
Uma molécula de água tem uma estrutura curvada. Aqui, o átomo de oxigênio tem um elo covalente com dois átomos de hidrogênio. A parte de oxigênio da molécula de água é ligeiramente negativa, enquanto as partes de hidrogênio são ligeiramente positivas. Essas partes negativas e positivas da molécula formam dois momentos dipolares apontados do centro do átomo de oxigênio para o centro dos átomos de hidrogênio.
O ângulo entre esses dois momentos dipolares é de 105o. Haveria um resultado desses dois momentos dipolares. Este momento dipolar resultante está presente em cada molécula de água, mesmo na ausência de qualquer campo aplicado externamente. Portanto, a molécula de água possui um momento dipolar permanente. O dióxido de nitrogênio ou tipos similares de moléculas têm o mesmo momento dipolar permanente por razões semelhantes.
Quando um campo elétrico é aplicado externamente, as moléculas com momento dipolar permanente se orientam de acordo com a direção do campo elétrico aplicado. Isso ocorre porque o campo elétrico externo exerce um torque no momento dipolar permanente de cada molécula. O processo de orientação dos momentos dipolares permanentes ao longo do eixo do campo elétrico aplicado é chamado de polarização orientacional.
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