Chemie Grundlagen

Dipol

Ein Dipol kann bei Molekülen mit verschiedenen Elektronegativitäten entstehen. Aber was genau bedeutet das? Keine Sorge, wir erklären dir alles in diesem Artikel!

Wenn du lieber mit einem Video lernen möchtest, dann kannst du es dir hier anschauen. Viel Spaß!%Videoverweis

Inhaltsübersicht

Dipol einfach erklärt

Bei einem Dipol sind zwei entgegengesetzte, aber gleich große Ladungen, in einem bestimmten Abstand voneinander entfernt. Neben dem Dipolmoment und den Dipolmolekülen können auch induzierte Dipole auftreten. Dipolmoleküle, wie zum Beispiel Wasser H2O, besitzen ein Dipolmoment, sind aber nach außen hin elektrisch neutral. Dipol-Dipol-Wechselwirkungen kannst du zwischen verschiedenen Molekülen finden. Sie gehören zu den schwächeren zwischenmolekularen Kräften

Definition

Ein Dipol entsteht, wenn zwei gleich große, entgegengesetzte Ladungen in einem bestimmten Abstand voneinander entfernt sind. Dipolmoleküle weisen ein Dipolmoment auf.

Was ist ein Dipol?

Ein Dipol liegt vor, wenn zwei entgegengesetzte, gleich große Ladungen in einem bestimmten Abstand voneinander entfernt sind. Innerhalb eines Moleküls ergibt sich der Gesamtdipol aus den Dipolen der einzelnen funktionellen Gruppen. Das Dipolmoment \vec{\mu} kannst du mit der folgenden Formel durch Multiplikation von Ladung q und Abstand \vec{d} der Atome berechnen:

\vec{\mu} = q\vec{d}

Die Grundlage von Dipolen innerhalb eines Moleküls bilden polare kovalente Bindungen . Zwischen Molekülen können Dipol-Dipol-Kräfte%Videoverweis auftreten. Bei polaren Bindungen, welche Wasserstoff involvieren, kommt es zwischen verschiedenen Molekülen zu Wasserstoffbrückenbindungen , einer speziellen Art von zwischenmolekularen Kräften%Videoverweis.

Elektrischer Dipol

Hier beschrieben ist der elektrische Dipol, der auf der Trennung von Ladungen beruht. Nach außen hin sind die Moleküle elektrisch neutral. Die Trennung entsteht durch Unterschiede in der Elektronegativität . Das Atom mit der höheren Elektronegativität zieht die Elektronen stärker zu sich und ist somit partiell negativ geladen. Währenddessen bleibt das andere Atom mit der geringeren Elektronegativität mit einer partiellen positiven Ladung zurück. 

Induzierter Dipol

Auch Moleküle ohne Dipolmoment können Dipole bilden. Wie du weißt, bewegen sich die Elektronen die ganze Zeit und haben keine festen Plätze. Dadurch kann ihre Verteilung von Zeit zu Zeit auch ungleichmäßig sein und ein Dipol entstehen. Wenn dann ein weiteres Molekül in der Nähe ist, dann kann dort ebenfalls ein Dipol induziert werden. Auch wenn diese Wechselwirkungen verhältnismäßig schwach sind, nehmen sie mit der Atomgröße zu. Das liegt daran, dass die Elektronen bei großen Atomen weniger stark vom Kern angezogen werden. Sie können sich einfacher umverteilen. 

Wechselwirkungen von induzierten Dipolen fallen vor allem unter die Londonsche Dispersionswechselwirkung, welche Bestandteil der Van-der-Waals-Kräfte ist.

Dipol Moleküle

Aber wie kannst du jetzt ein Molekül mit einem Dipol erklären? Die Atome der Moleküle besitzen unterschiedliche Elektronegativitäten. Wenn die Differenz aus den Elektronegativitäten der beteiligten Atome einer Bindung größer als 0 ist, dann hast du eine polare Bindung vor dir. Ist die Elektronegativitätsdifferenz größer als 1,7 handelt es sich bereits um eine Ionenbindung . Allerdings sind das nur ungefähre Richtwerte. Es gibt auch Atome, die in wässriger Lösung als Ionen vorliegen, aber Elektronegativitätsdifferenzen von kleiner als 1,7 haben. Andererseits gibt es Moleküle mit stark polaren kovalenten Bindungen wie Fluorwasserstoff mit einer Elektronegativitätsdifferenz von 1,9 zwischen den Atomen. 

Durch die Trennung der Ladungen können Moleküle je nach strukturellem Aufbau ein Dipolmoment aufweisen oder eben nicht. Da der Abstand \vec{d} richtungsabhängig ist, ergibt sich bei symmetrischen Molekülen ein Dipolmoment von 0. Im Gegensatz zu den symmetrischen Moleküle können asymmetrische Moleküle ein Dipolmoment haben. Wenn du die Dipolmomente der funktionellen Gruppen in einem Molekül addierst, dann kannst du herausfinden, ob es sich um ein Dipolmolekül (auch permanenter Dipol genannt) handelt oder nicht. 

Wasser Dipol

Wasser H2O ist ein typisches Beispiel für ein Dipolmolekül. Es besteht aus einem Sauerstoffatom O, welches über kovalente Bindungen mit zwei Wasserstoffatomen H verknüpft ist. Der Bindungswinkel liegt bei etwa 105 ° und bestimmt damit die tetraedrische Struktur des Moleküls. Die Elektronegativitätsdifferenz \DeltaEN berechnest du dann so:

EN (Sauerstoff) – EN (Wasserstoff) = \DeltaEN

Die Elektronegativitäten EN kannst du dem Periodensystem entnehmen.

3,44 – 2,20 = 1,24

Da die Dipolmomente richtungsabhängig sind, würden sie sich bei einem symmetrischen Molekül aufheben. Durch den Winkel ergibt sich aber der folgende Dipol im Wassermolekül:

%<img class="alignleft wp-image-67559 size-medium" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2020/09/wasser-300x163.png" alt="" width="300" height="163" />Beschriftung: Wasser als Dipolmolekül, Alt-Text: Wasser, Dipol, Dipolmolekül, polare Bindung, Dipolmoment

 

Hallo, leider nutzt du einen AdBlocker.

Auf Studyflix bieten wir dir kostenlos hochwertige Bildung an. Dies können wir nur durch die Unterstützung unserer Werbepartner tun.

Schalte bitte deinen Adblocker für Studyflix aus oder füge uns zu deinen Ausnahmen hinzu. Das tut dir nicht weh und hilft uns weiter.

Danke!
Dein Studyflix-Team

Wenn du nicht weißt, wie du deinen Adblocker deaktivierst oder Studyflix zu den Ausnahmen hinzufügst, findest du hier eine kurze Anleitung. Bitte lade anschließend die Seite neu.