Quali sono i diversi tipi di dipolo?

Il termine dipolo è usato in fisica e chimica per descrivere un fenomeno elettromagnetico in cui due poli, o forze opposte, esistono in una data regione. Un dipolo può insorgere in molte situazioni diverse, ma la maggior parte dei dipoli può essere classificata come elettrica o magnetica. I dipoli elettrici si incontrano spesso in chimica sotto forma di momenti di dipolo molecolare - la separazione della carica elettrica positiva e negativa attraverso una molecola. Dipoli magnetici possono essere osservati nei magneti e nelle bussole ordinari, nonché nell'attività di microscala di elettroni e altre particelle.

La carica elettrica consiste di due forze opposte o polari: carica positiva e negativa. Queste due forze si attraggono quando vengono avvicinate, ma respingono altre cariche di tipo simile - repulsioni negative negative, per esempio. Il tipo di carica che una sostanza ha è determinata dalla distribuzione delle sue particelle subatomiche. Gli elettroni portano una carica negativa, mentre i protoni, che si trovano nei nuclei atomici, portano una carica positiva.

Un dipolo molecolare sorge quando una molecola ha una separazione di carica attraverso la sua struttura. Ad esempio, una molecola d'acqua ha una disposizione strutturale che attira gli elettroni su un lato della molecola, lasciando l'altro lato con meno elettroni. Una carica positiva parziale si forma quindi su un'estremità della molecola, mentre una carica negativa parziale si forma sull'altra, rendendo la molecola polare. In altre parole, la molecola d'acqua ha un dipolo molecolare.

La separazione della carica della molecola d'acqua non cambia o scompare nel tempo, quindi si dice che sia un dipolo permanente. Un allineamento temporaneo chiamato dipolo istantaneo può anche formarsi in alcune molecole quando gli elettroni migrano temporaneamente in una parte della struttura. I dipoli indotti si verificano quando gli elettroni in una molecola sono attratti o respinti da una molecola polare.

I dipoli magnetici costituiscono la seconda categoria principale di dipoli presenti in natura. Come i dipoli elettrici, sono costituiti da due poli opposti che si attraggono l'un l'altro. I magneti a barra e gli aghi della bussola sono entrambi esempi di questo tipo di sistema.

I poli nord e sud di un magnete creano un dipolo allineandosi con un campo magnetico. I fisici pensano a un dipolo magnetico come un ciclo di corrente elettrica che ruota attorno ad un asse mentre si allinea. Ad esempio, un ago della bussola ruota finché non punta verso nord, allineandosi al campo terrestre. Lo spin di un elettrone attorno al nucleo di un atomo è anche considerato un dipolo magnetico.