זה זמן רב ידוע כי לכל המולקולות שני מטענים שווים והפוכים המופרדים על ידי מרחק מסוים. במקרה של מולקולות קוטביות כאלה, מרכז המטען השלילי אינו עולה בקנה אחד עם מרכז המטען החיובי. ניתן לתאר את מידת הקוטביות במולקולות קוולנטיות כאלה על ידי המונח Dipole Moment, שהוא בעצם המדד לקוטביות בקישור קוולנטי קוטבי.
הדוגמה הפשוטה ביותר לדיפול היא מולקולת מים. מולקולת מים היא קוטבית בגלל השיתוף הבלתי שוויוני של האלקטרונים שלהם במבנה "כפוף". מולקולת המים יוצרת זווית, עם אטומי מימן בקצות החמצן בקודקוד. מכיוון שלחמצן יש אלקטרונגטיביות גבוהה יותר מאשר מימן, לצד המולקולה עם אטום החמצן יש מטען שלילי חלקי ואילו למימן, במרכז, יש מטען חיובי חלקי. בגלל זה, כיוון רגע הדיפול מצביע לכיוון החמצן.
בשפת הפיזיקה, רגע הדיפול החשמלי הוא מדד להפרדת מטענים חשמליים חיוביים ושליליים במערכת מטענים, כלומר מדד לקוטביות הכוללת של מערכת המטען - כלומר הפרדת המטען החשמלי של מולקולות, אשר מוביל לדיפול. באופן מתמטי, ובמקרה הפשוט של שני מטעני נקודה, אחד עם מטען + q ואחד עם מטען? Q, ניתן לבטא את רגע הדיפול החשמלי p: p = qd, כאשר d הוא הווקטור העקירה שמצביע מהמטען השלילי אל המטען החיובי. לפיכך, וקטור רגע הדיפול החשמלי מצביע מהמטען השלילי למטען החיובי.
דרך נוספת להסתכל עליו היא לייצג את רגע הדיפול על ידי האות היוונית m, m = ed, כאשר e הוא המטען החשמלי ו- d הוא מרחק ההפרדה. זה בא לידי ביטוי ביחידות של Debye ונכתב כ- D (שם 1 Debye = 1 x 10-18e.s.u ס"מ). רגע דיפול הוא כמות וקטורית ולכן מיוצג על ידי חץ קטן עם הזנב במרכז החיובי והראש מכוון לעבר מרכז שלילי. במקרה של מולקולת מים, רגע הדיפול הוא 1.85 D, ואילו מולקולה של חומצה הידרוכלורית היא 1.03 D ויכולה להיות מיוצגת כ:
כתבנו מאמרים רבים על רגע הדיפול עבור מגזין החלל. הנה מאמר שממנו עשויים מים, והנה מאמר על מולקולות.
אם אתה מעוניין במידע נוסף על רגע הדיפול, עיין במאמרים אלה מתוך Hyperphysics ו- Science Daily.
הקלטנו גם פרק שלם של אסטרונומיה יצוק שכולל מולקולות בחלל. האזינו כאן, פרק 116: מולקולות בחלל.
מקורות:
http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_dipole_moment
http://en.wikipedia.org/wiki/Dipole
http://www.tutorvista.com/content/chemistry/chemistry-iii/chemical-bonding/degree-polarity.php
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/dipole.html#c1
http://en.wikipedia.org/wiki/Water_molecule
