Dipôle électrique Deux charges électriques +q et –q -q +q 30/03/2017 Dipôle électrique Deux charges électriques +q et –q ponctuelles égales de signe opposé séparées par une très petite distance a. A -q +q B a Moment dipolaire La notion de moment dipolaire reflète la polarisation des molécules. Elle est due à la différence d'électronégativité des atomes. notion simple qui ne saurait rendre compte complètement de la réalité Dedye: physicien américain d'origine hollandais prix Nobel de chimie en 1936: pionnier de la physique du solide et de basses températures connu pour ses travaux sur la structure cristalline des métaux et alliages Méthode de Débye et schérrer Orientation opposée pour les chimistes

30/03/2017 Commentaires La notion de moment dipolaire reflète la polarisation des molécules. La polarisation est due à la différence d'électronégativité des atomes 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) Ordre de grandeur des moments dipolaires : fractions D à qques D La connaissance du moment dipolaire d’une molécule permet souvent d’avoir des renseignements sur la structure de la molécule. Ex : CO2, H2O Moment dipolaire induit p=alpha.E avec alpha = polarisabilité de la molécule Mouvement agitation des électrons : charges rigides la présence d'un doublet e non apparié modifie le moment dipolaire total (NH3)

les barycentres des charges + et – 30/03/2017 suite les barycentres des charges + et – non confondus confondus +q -q q + -q Absence un moment dipolaire permanent Existence un moment dipolaire permanent Exemples Exemples C H H Cl H +q -q C O +q -q N H 1,05D 1,47D Sous l ’action d’un champ extérieur Moment dipolaire induit p=alpha.E avec alpha = polarisabilité de la molécule Mouvement agitation des électrons : charges rigides la présence d'un doublet e non apparié modifie le moment dipolaire total (NH3) +q -q -q q + -q q + q + q + q + O H 1,85D a polarisabilité de la molécule Moment dipolaire induit un moment dipolaire induit peut se superposer à un moment dipolaire permanent

Polarisation c susceptibilité électrique du milieu 30/03/2017 Polarisation Par définition, le moment dipolaire par unité de volume  d ’un diélectrique représente le vecteur polarisation c susceptibilité électrique du milieu Moment dipolaire induit p=alpha.E avec alpha = polarisabilité de la molécule Mouvement agitation des électrons : charges rigides la présence d'un doublet e non apparié modifie le moment dipolaire total (NH3)

Potentiel créé par un dipôle en M à la distance r >> a. 30/03/2017 Potentiel créé par un dipôle en M à la distance r >> a. M r1 r r2 A -q +q B a O 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 

Relation de Pythagore pour un triangle quelconque 30/03/2017 Relation de Pythagore pour un triangle  quelconque pour le triangle  AOM On met r2 en facteur cosinus A B C a b c de la même façon (triangle BOM)  M +q B A -q O r1 r2 r a

30/03/2017 e e Développement limité r >> a

p 30/03/2017 M r1 r2 r a +q B A -q O a

Expression du champ créé par un dipôle en un point M 30/03/2017 les coordonnées polaires (r, a ) sont les plus appropriées. Expression du champ créé par un dipôle en un point M M r a +q B A -q O

30/03/2017 =-1 =1 =0 =0 M +q B A -q O E maximum M +q B A -q O

30/03/2017 =0 =0 =-1 =1 E minimum +q B A -q O M M +q B A -q O

Spectre du champ d’un dipôle 30/03/2017 Spectre du champ d’un dipôle -q +q

Composante orthoradiale 30/03/2017 Composante radiale Composante orthoradiale

Action d ’un champ extérieur sur un dipôle 30/03/2017 Le dipôle est placé dans un champ électrique E Comme a est petit, on considère que le champ est le même en A et B En A, la charge –q est soumise à la force En B, a charge +q est soumise à la force même direction même norme sens opposé origine différente 2 forces Il s’exerce sur le dipôle un couple de forces Le moment du couple par rapport à O A -q a O +q B a

Moment d ’une force par rapport à un axe 30/03/2017 Moment d ’une force par rapport à un axe le moment d ’une force représente l ’effet d ’une force sur la rotation par définition vecteur direction perpendiculaire à sens Règle des 3 doigts de la main droite Pointe vers avant plan Pointe vers avant plan Pointe vers arrière plan O norme d

trois doigts de la main droite 30/03/2017 trois doigts de la main droite 1er vecteur r 2e vecteur F Produit vectoriel

Action d ’un champ extérieur sur un dipôle 30/03/2017 Le couple exercé par le champ tend à aligner le dipôle parallèlement au champ +q -q +q -q +q B A -q -q A B +q

Système international Unité 30/03/2017 Système international MKSA Système dérivé (ancien) cgs-ues m; kg; s; A mètre m Coulomb C Coulomb C cm, g, s 1cm2 1g.cm.s-2 1 Franklin K=1 La notion de moment dipolaire reflète la polarisation des molécules. Elle est due à la différence d'électronégativité des atomes. notion simple qui ne saurait rendre compte complètement de la réalité Dedye: physicien américain d'origine hollandais prix Nobel de chimie en 1936: pionnier de la physique du solide et de basses températures connu pour ses travaux sur la structure cristalline des métaux et alliages Méthode de Débye et schérrer 1D qe=4,8.10-10 uescgs = 1,6.10-19C 1e.Å=1D/4,8 Syst cgses : e0=1 Debye D Coulomb.mètre C.m