Par David Ward Mis à jour le 24 mars 2022
Un chimiste peut souvent prédire si une molécule est polaire en considérant l’électronégativité de ses atomes constitutifs. Cependant, une détermination précise du moment dipolaire d’une molécule nécessite une description précise de sa géométrie et l’application de l’addition vectorielle. Dans cette méthode, chaque liaison est représentée par un vecteur dont l'ampleur reflète la différence d'électronégativité et dont la direction suit l'orientation de la liaison dans la forme tridimensionnelle.
Dessinez la molécule dans une structure de Lewis standard, comprenant tous les atomes et paires isolées. Cette représentation visuelle constitue la base d'une analyse ultérieure.
Déterminez la géométrie moléculaire. Les formes courantes incluent :
Attribuez des valeurs d’électronégativité (échelle de Pauling) à chaque atome. La magnitude de chaque vecteur sera proportionnelle à la différence d’électronégativité entre les atomes liés. Par exemple, une liaison C-O (2,5 unités Pauling) générerait un vecteur plus long qu'une liaison C-H (1,0 unités Pauling).
Dessinez un vecteur pour chaque liaison, dont la longueur est définie par la différence d'électronégativité et la direction est définie par l'orientation de la liaison dans la forme moléculaire. Assurez-vous que les vecteurs sont positionnés de manière à ce que leur queue pointe vers la paire d'électrons partagée.
Effectuez l’addition de vecteurs en alignant les vecteurs bout à bout. Le vecteur résultant, mesuré de l’origine à l’extrémité libre, représente le moment dipolaire de la molécule. Une résultante non nulle indique la polarité ; sa magnitude correspond à la force dipolaire et sa direction pointe vers le côté le plus électronégatif.
Les molécules communes ont souvent des moments dipolaires publiés. Lors de l'estimation de la polarité, recherchez des atomes hautement électronégatifs tels que l'oxygène ou le fluor sur un côté de la structure. Leur présence d'un côté crée généralement un dipôle net dans cette direction.
Le calcul des moments dipolaires devient de plus en plus complexe pour les molécules plus grosses et est généralement effectué à l'aide d'un logiciel de chimie computationnelle. La méthode vectorielle décrite ici est la mieux adaptée aux petites molécules simples.