Dipolo

1

Introduzione

Dipolo Modello fisico che descrive molecole o altri sistemi fisici elementari, assimilabili a una coppia di cariche elettriche o di polarità magnetiche opposte, collocate a breve distanza l’una dall’altra. A seconda che le due entità fisiche accoppiate siano cariche elettriche o polarità magnetiche, si parla di dipolo elettrico o di dipolo magnetico. Un esempio di dipolo elettrico è costituito dalle molecole polari, che presentano un’asimmetria nella distribuzione di carica; un esempio di dipolo magnetico è l’ago magnetizzato di una bussola.

2

Dipolo elettrico

Un dipolo elettrico, quindi, è un sistema costituito da due cariche elettriche uguali e di segno opposto (+q e –q), molto vicine l’una all’altra. Il campo elettrico generato da un sistema fisico così conformato è il risultato della sovrapposizione dei due campi relativi a ciascuna delle due cariche prese singolarmente: in ogni punto, è la somma vettoriale dei due vettori campo elettrico.

Il modello di dipolo elettrico è utile per descrivere sistemi fisici come le molecole polari, che presentano una distribuzione asimmetrica della carica elettrica.

2.1

Dipoli permanenti e dipoli indotti

A seconda del tipo di legame e degli atomi che le costituiscono, le molecole possono presentare o meno una polarità elettrica permanente. Molecole polari sono quelle costituite da atomi con una forte differenza di elettronegatività, vale a dire con una diversa capacità di attirare a sé gli elettroni di legame: in una molecola biatomica come quella dell’acido cloridrico (HCl), ad esempio, l’atomo più elettronegativo (Cl), che attira gli elettroni verso di sé con maggiore efficienza, presenta un eccesso di carica negativa rispetto all’altro atomo (H); ciò crea un’asimmetria nella distribuzione spaziale di carica, e rende la molecola un dipolo permanente.

Anche le molecole normalmente neutre, tuttavia, se poste all’interno di un campo elettrico, possono diventare dei dipoli. Le forze del campo, infatti, perturbano il moto degli elettroni intorno al nucleo, alterando la simmetria della distribuzione di carica; ne nasce un’asimmetria, che conferisce alla molecola una polarità temporanea, rendendola un dipolo “indotto”.

2.2

Il momento di dipolo elettrico

Per studiare le proprietà fisiche e il comportamento di un dipolo in presenza di un campo elettrico, si definisce una grandezza vettoriale detta momento di dipolo elettrico, d. Il suo modulo è dato dal prodotto della carica q per la distanza d tra le due cariche opposte; la sua direzione è quella della congiungente le due cariche, e il verso va dalla carica negativa a quella positiva.