分子间作用力与液体

偶极矩

/ DY-pole MOH-ment /

把一个小小的分子想象成一场围绕共享电子的微观拔河。如果某个原子拉得更用力,电子就会朝它偏移,使那一端略带负电、另一端略带正电——就像一节有正极和负极的电池。偶极矩,就是衡量这种与生俱来的偏置有多强、又偏向哪一边的那个量。

偶极矩是一个矢量,等于被分开的电荷大小乘以正负电荷中心之间的距离。它从正端指向负端,以德拜为单位计量。当一个分子的键是极性的、且其形状不允许这些键的拉扯相互抵消时,它就有永久偶极矩:水(弯曲形)的偶极矩很大,而二氧化碳(直线、对称)尽管每根键都是极性的,偶极矩却为零。

它为何要紧:偶极矩让你一眼就能看出一个分子是否极性,而极性又支配着沸点、溶解度、分子如何排列,以及它们感受偶极-偶极力和离子-偶极力的强弱。需要老实说明的是:总偶极矩为零,并不意味着键是非极性的——它可能只是因为对称的形状让各根键的偶极相互抵消了。

二氧化碳和水都有极性键,但 CO₂ 是直线形,两根键的偶极相互抵消为零,而弯曲的水却留下约 1.85 德拜的强净偶极矩。

决定分子净偶极矩的不只是键,还有形状。

键的极性和分子的偶极矩并不是一回事。每根键都可以有自己的偶极,但分子的净偶极矩是所有这些偶极的矢量和——一个对称的分子可以拥有极性很强的键,整体偶极矩却为零。

又称
electric dipole moment偶极矩