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Dipôle électrique Deux charges électriques +q et –q –ponctuelles –égales –de signe opposé –séparées par une très petite distance a. +q BA -q a Moment dipolaire.

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1 Dipôle électrique Deux charges électriques +q et –q –ponctuelles –égales –de signe opposé –séparées par une très petite distance a. +q BA -q a Moment dipolaire Orientation opposée pour les chimistes

2 Commentaires l La notion de moment dipolaire reflète la polarisation des molécules. l La polarisation est due à la différence d'électronégativité des atomes l Debye –physicien américain d'origine hollandaise –pionnier de la physique du solide et des basses températures –connu pour ses travaux sur la structure cristalline des métaux et alliages –prix Nobel de chimie en 1936 (Méthode de Debye et Scherrer) l Ordre de grandeur des moments dipolaires : fractions D à qques D l La connaissance du moment dipolaire dune molécule permet souvent davoir des renseignements sur la structure de la molécule. –Ex : CO 2, H 2 O

3 suite non confondus confondus Existence un moment dipolaire permanent Exemples Absence un moment dipolaire permanent Exemples Sous l action dun champ extérieur Moment dipolaire induit un moment dipolaire induit peut se superposer à un moment dipolaire permanent +q -q q + les barycentres des charges + et – +q -q O H H 1,85D +q-q 1,05D Cl H +q -q 1,47D N H H H H H C O O C H H H H -q q + q + q + q + q + polarisabilité de la molécule

4 Polarisation susceptibilité électrique du milieu Par définition, le moment dipolaire par unité de volume d un diélectrique représente le vecteur polarisation

5 Potentiel créé par un dipôle en M à la distance r >> a. +q BA -q M r1r1 r2r2 r Potentiel créé en M par la charge –q placée en A Potentiel créé en M par la charge +q placée en B Potentiel créé en M par le dipôle AB O

6 cosinus A B C a b c Relation de Pythagore pour un triangle quelconque M +q BA -q O r1r1 r2r2 r de la même façon (triangle BOM) pour le triangle AOM On met r 2 en facteur

7 r >> a Développement limité

8 M r1r1 r2r2 r +q BA -q O a p

9 Expression du champ créé par un dipôle en un point M les coordonnées polaires (r, ) sont les plus appropriées. +q B A -q O r M

10 E maximum +q B A -q O M +q B A -q O M =0 =1 =-1

11 E minimum +q B A -q O M +q B A -q O M =0 =1 =0 =-1

12 Spectre du champ dun dipôle +q-q

13 Composante radiale Composante orthoradiale

14 Action d un champ extérieur sur un dipôle +q B A -q a En A, la charge –q est soumise à la force En B, a charge +q est soumise à la force Le dipôle est placé dans un champ électrique E Il sexerce sur le dipôle un couple de forces Le moment du couple par rapport à O O même direction même norme sens opposé origine différente 2 forces Comme a est petit, on considère que le champ est le même en A et B

15 d O Moment d une force par rapport à un axe perpendiculaire à le moment d une force représente l effet d une force sur la rotation par définition direction sens norme Règle des 3 doigts de la main droite vecteur Pointe vers avant plan Pointe vers arrière plan Pointe vers avant plan

16 trois doigts de la main droite Produit vectoriel 1 er vecteur r 2 e vecteur F

17 Action d un champ extérieur sur un dipôle +q B A -q Le couple exercé par le champ tend à aligner le dipôle parallèlement au champ -q A B +q -q +q -q

18 Unité Système international MKSA Système dérivé (ancien) cgs-ues Coulomb C cm, g, s m; kg; s; A 1cm 2 K=1 1g.cm.s -2 1 Franklin mètre m Coulomb C Coulomb.mètre C.m Debye D


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