Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Polarización iónica
Antes de entender qué polarización iónicaobservemos cómo se forma una molécula de cloruro de sodio (NaCl). La molécula de cloruro de sodio (NaCl) está formada por un enlace iónico entre los átomos de sodio y cloro. El átomo de sodio cede un electrón para obtener ocho electrones en sus órbitas más externas. De esta forma, el átomo de sodio se convierte en ion positivo. Por otro lado, el átomo de cloro toma un electrón para hacer ocho electrones en sus órbitas más externas y se convierte en ión negativo. Ahora, debido a la fuerza electrostática entre los iones positivos de sodio y los iones de cloro negativos, se unen y forman una molécula de cloruro de sodio. Naturalmente, cada una de las moléculas de cloruro de sodio tiene un extremo positivo y un extremo negativo. Porque, la porción de sodio de la molécula tendrá una carga levemente positiva debido a la presencia de iones de sodio positivos y el lado de cloro tendrá una carga ligeramente negativa debido a la presencia de iones de cloro negativos.
Como existe una distancia entre núcleos en la molécula de cloruro de sodio, debe haber un momento dipolar presente en la molécula incluso en ausencia de cualquier campo eléctrico aplicado externamente. Como las moléculas de cloruro de sodio tienen solo dos átomos (iones), debe haber un solo momento dipolar que apunte de ion negativo a positivo en cada molécula. Pero hay muchos compuestos iónicos que tienen más de dos átomos. En estos casos, habrá más de un enlace iónico y, por lo tanto, debe haber momentos dipolares tantos como el número de enlaces en una molécula. Pero todos los momentos dipolares se dirigen de iones relativamente negativos a iones positivos. El momento dipolar resultante de una sola molécula sería la suma vectorial de los momentos dipolares individuales de la molécula.
Si la molécula tiene un centro de simetría, entonces la molécula puede tener un número de momento dipolar interiónico, pero el momento dipolar resultante sobre todos los momentos dipolares de la molécula sería cero. El momento dipolar neto de la molécula se presenta solo en la estructura asimétrica de las moléculas. Este momento dipolar neto de la molécula se denomina momento dipolar permanente, ya que se presenta en la molécula incluso en ausencia de cualquier campo eléctrico periférico. Tomemos la referencia de las siguientes figuras. En la primera figura, la molécula está formada por dos átomos y solo tiene un momento dipolar dirigido de iones negativos a positivos. En la figura 2, la molécula tiene centro de simetría.
Hay dos momentos dipolares de iones negativos a positivos, pero se cancelan entre sí. Entonces hay un momento dipolar neto de la molécula. En la figura 3, hay un momento dipolar neto debido a la estructura asimétrica de la molécula. Entonces, las moléculas pueden tener un momento dipolar permanente o no, pero tan pronto como se aplica un campo eléctrico externo, los iones negativos de las moléculas tenderán a desplazarse hacia el lado positivo del campo aplicado y los iones positivos de las moléculas tenderán a desplazarse hacia los negativos. lado del campo eléctrico aplicado .
A esto se le llama polarización iónica . Si hay N número de moléculas polarizadas presentes en la unidad de volumen del material. La polarización iónica del material viene dada por
Donde, µ iónico es el momento dipolar inducido promedio de la molécula debido al campo eléctrico aplicado externamente . Obviamente, esto es proporcional a la fuerza del campo eléctrico aplicado. Entonces,
Una vez más, cuando se aplica un campo externo, habrá un ligero desplazamiento del núcleo positivo y los electrones negativos de cada átomo de las moléculas. Por eso habrá un momento dipolar electrónico en cada átomo de las moléculas. Este momento dipolar electrónico también es proporcional al número de moléculas por unidad de volumen y la fuerza del campo eléctrico aplicado. La constante de proporcionalidad o polarizabilidad para, por ejemplo, α electrónica.
No hace falta decir que siempre que se aplica un campo eléctrico en un dieléctrico o compuesto iónico, se producirían dos tipos de polarización en él. Estos son la polarización iónica y la polarización electrónica . La polarización total es la suma de estas dos polarizaciones.