Le moment dipolaire

Le moment dipolaire est la grandeur reflétant la polarité d'une molécule.

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Une molécule présente un moment dipolaire lorsqu’il existe un barycentre des charges positives (point P) distinct du barycentre des charges négatives (point N). Ces barycentres P et N existent lorsque l’on a une différence d’électronégativité marquée entre les deux atomes de chaque liaison, et que la symétrie de la molécule fait que les moments dipolaires s'annulent (exemple de CH₂Cl₂).

Prenons l’exemple des molécules de chlorure d’hydrogène et d’eau. Selon l’échelle de Allred et Rochow, c (H) = 2,2 c (Cl) = 2,8 c (O) = 3,5.

Le moment dipolaire est noté µ et est représenté par un vecteur µ orienté du moins (N, -) vers le plus (P, +), selon l’équation :

µ = q . NP.

Ou

 

® µ	® µ
Cl ______ H	F ______ Cl

où le vecteur d est le vecteur orienté de barycentre des charges négatives vers le barycentre des charges positives. Normalement exprimée en coulomb-mètre, l'unité courante utilisée est le debye, en honneur au grand physico-chimiste hollandais Peter Debye, et définie par :

1D = 3,3356.10^-30 C.m

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Moment dipolaire de l’eau µ = 1,84 D, d(O-H) = 96 pm

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Exemples

Molécules	H2O	NH3	HCl
µ / D	1,84	1,5	1,08

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Molécules polaires et molécules apolaires

• Les molécules polaires sont définies par un moment dipolaire non nul. C’est le cas des molécules diatomiques hétéronucléaires et des molécules polyatomiques dissymétriques (H₂O)_.
• Les molécules apolaires sont définies par un moment dipolaire nul : µ = 0. C’est le cas des molécules diatomiques homonucléaires et des molécules polyatomiques symétriques présentant un centre de symétrie (CO₂, C₂H₄, benzène...)

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Bibliographie

• Conde J.P. et Moura-Ramos J.J. 1986 - Study of Conformational Equilibria by Dipole Moment Measurements - J. Chem. Ed., 63, p. 823-826.