Select your language

Suggested languages for you:
Log In Anmelden
StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
|
|

Die All-in-one Lernapp:

  • Karteikarten
  • NotizenNotes
  • ErklärungenExplanations
  • Lernpläne
  • Übungen
App nutzen

Dipol

Save Speichern
Print Drucken
Edit Bearbeiten
Melde dich an und nutze alle Funktionen. Jetzt anmelden
Dipol

Du kennst sicherlich den typischen rot-blauen Magneten, bei dem auf der einen Seite der Plus-Pol und auf der anderen Seite der Minus-Pol eingezeichnet wird. Genau dieses Konzept von Plus- und Minus-Pol gibt es auch in der Chemie und wird Dipol genannt.

Als Dipol bezeichnet man zwei räumlich getrennte Pole innerhalb eines Moleküls oder Atoms, die jeweils ein unterschiedliches Vorzeichen haben, nämlich entweder + oder –. Diese Pole entstehen durch die Verlagerung der Elektronen in der Atomhülle. Dabei befinden sich zufällig alle Elektronen auf einer Seite des Atoms/Moleküls. Somit ist diese Seite negativ geladen. Die entgegengesetzte Seite ist positiv geladen, da sich dort eben keine Elektronen mehr befinden.

Das Dipolmolekül

Ein Dipol entsteht in einem Molekül durch verschiedene Elektronegativitäten der Atome. Je höher die Elektronegativität eines Stoffes ist, desto mehr zieht dieses Atom die Elektronen an, die es sich mit einem anderen Atom teilt. Dadurch ist dann ein Teil des Molekül negativer geladen als der Teil, der die Elektronen weniger anzieht.

Ein Dipol entsteht in einem Molekül durch die verschiedene Verteilung der Elektronen. Durch die verschiedenen Elektronegativitäten, die die einzelnen Elemente haben, werden die Elektronen zu einem der Atom hingezogen. So befinden sich an dieser Seite des Molekül alle Elektronen und diese Seite des Moleküls ist dann durch diese Elektronen negativ geladen. Die entgegengesetzte Seite hingegen besitzt keine Elektronen mehr und ist damit positiv geladen. So entsteht das Dipolmolekül.

Wenn die Elektronegativitäten gleich sind, wie beispielsweise in einem elementaren Molekül, wie Schwefel, können Dipole nur zufällig entstehen. Das heißt, wenn zufällig alle Elektronen auf einer Seite des Moleküls sind.

Die Dipolmomente der verschiedenen Bindungen im Molekül addieren sich je nach Richtung der Elektronegativität und können sich somit gegenseitig aufheben oder verstärken.

Die Elektronegativität zeigt die Fähigkeit eines Elementes/Atoms auf, in einer Bindung die Bindungselektronen an sich zu ziehen. Wie groß die Elektronegativität eines Elementes ist, kannst du im Periodensystem herausfinden.

Im Fall eines Wassermoleküls führt die Polarisierung der kovalenten Bindung zu einem elektrischen Dipol, bei dem die Wasserstoffatome teilweise positiv und die Sauerstoffatome teilweise negativ werden, wodurch ein Dipolmolekül entsteht. Nur weil es innerhalb des H2O-Moleküls zu einem leichten Ladungstransfer kommt und damit elektrisch gesehen einen Dipol entsteht, kann Wasser Wasserstoffbrückenbindungen eingehen und mit anderen Molekülen interagieren.

Dipol Wassermolekül Dipolmolekül StudySmarterAbbildung 1: Wasssermolekül mit den entsprechenden PolenQuelle: bs-wiki.de

Hier kannst du dir eine ganz einfache Faustregel merken: Moleküle mit asymmetrischer Struktur und einer Elektronegativitätsdifferenz (ΔEN) kleiner als 1,7, aber größer als 0,5 nach Pauling verhalten sich wie dipolare Moleküle.

Das heißt, obwohl sie nach außen elektrisch neutral sind, haben sie ein (messbares) Dipolmoment. Wenn ΔEN größer als 1,7 ist, wird eine ionische Bindung angenommen. Der Grenzwert ΔEN < 1,7 ist jedoch nur ein Richtwert.

Dipol-Dipol-Wechselwirkung

Durch die Entstehung eines Dipols und somit eines positiven und eines negativen Pols kommt es wie bei Magneten auch dazu, dass diese Pole entgegengesetzte Pole anziehen. Diese Anziehung resultiert aus den Coulomb'schen Gesetzen. Durch diese Wechselwirkung kommt es zu den Dipol-Dipol-Kräften, die zwei Moleküle oder auch zwei Atome aneinander binden. Die Dipol-Dipol-Wechselwirkung zählt damit auch zu den chemischen Bindungen.

Dipol Dipol-Dipol-Wechselwirkung StudySmarterAbbildung 2: Dipol-Dipol-Kräfte Quelle: Lernort-mint.de

Hier kannst du diese Wechselwirkung auch im Bild erkennen. A und B ziehen sich gegenseitig an, da sie unterschiedlich geladen sind. So binden sich die beiden eigentlich getrennten Moleküle und gehen eine Bindung über die Dipol-Dipol-Wechselwirkung ein.

Wenn du mehr über die Dipol-Dipol-Wechselwirkung wissen möchtest, schau dir doch einfach die passende Erklärung dazu an: Dipol-Dipol-Kräfte.

Dipolmoment

Nicht nur bei Molekülen kann es zu einem Dipol kommen. Auch bei einzelnen Atomen können sogenannte Dipolmomente entstehen. Diese ergeben sich, indem die Elektronen, die sich außerhalb des Atomkerns befinden, sich zu einer bestimmten Zeit zufällig alle auf einer Seite des Atomkerns befinden. Das kannst du im unteren Bild auch gut erkennen.

Dort siehst du, dass die Elektronen auf der linken Seite des Moleküls sind. Dadurch hat dann auch das Molekül einen positiv geladenen Pol, welcher rot gekennzeichnet ist, und einen negativ geladenen Pol, der hier in blau dargestellt ist.

Auch diese Pole ziehen dann die jeweils entgegengesetzten Pole an und können dadurch auch bei anderen Molekülen Dipole auslösen. Dies sind dann induzierte Pole. Der zufällig entstandene Dipol wird als temporärer Dipol bezeichnet. Wenn zwei Atome mit Dipolmoment durch die verschiedene Ladung aneinander gebunden werden, nennt man diese Kraft auch Van-der-Waals-Kraft.

Dipol Van-der-Waals-Kräfte StudySmarterAbbildung 3: Temporärer und induzierter DipolQuelle: u-helmich.de

Auch zur Van-der-Walls-Kraft kannst du dir eine eigene Erklärung anschauen, um diese besser zu verstehen: Van der Waals Kräfte.

Berechnung des elektrischen Dipols

Um die Größe eines Dipols berechnen zu können, benötigst du verschiedene Größen.

Zunächst die negative Ladung (-q), die sich im Abstand (l) zur positiven Ladung (q) befindet und zudem den Verbindungsvektor (), der von der negativen Ladung in Richtung der positiven Ladung zeigt.

Kurz und knapp ist ein Verbindungsvektor, ein mathematisches Objekt, das die Entfernung von zwei Punkten in der Ebene (2D) oder im Raum (3D) beschreibt.

Aus diesen Größen ergibt sich mit der folgenden Formel die Größe des Dipolmoments:

Das Dipolmoment gibt man in der Einheit Debye () an. Ein Debye entsprechen dabei 3,33564 x 10-30 Coulomb x Meter, also elektrische Ladung mal Entfernung.

Das Dipolmoment steigt also mit zunehmender Ladung q und größer werdendem Abstand der Ladungen.

Physikalischer Dipol

Ein anschauliches Beispiel für einen physikalischen Dipol ist der Stabmagnet.

In der Physik gibt es physikalische Felder, deren Quellen auch Monopole sein können. Aber bei Magnetfeldern ist dies nicht der Fall. Magnetfelder besitzen nur Dipole. Am besten kannst du dir das an dem Beispiel des Stabmagneten wieder ins Gedächtnis rufen. Dieser hat zwei Pole, die sich an jeweils einem Ende des Magneten befinden.

Jede elektrische Ladungsverteilung kann zu einem elektrischen Dipolmoment zugeordnet werden, wenn ihre Gesamtladung nicht vollständig symmetrisch ist. Um dies zu erreichen, sucht man nach dem elektrischen Schwerpunkt, der positiv geladen ist und den elektrischen Schwerpunkt, der negativ geladen ist. Beide Schwerpunkte kannst du dir dann als Dipole vorstellen. Diese Schwerpunkte sind im Grunde genommen nur die jeweiligen Enden des Stabmagneten, wenn wir zurück zu unserem Beispiel kommen.

Der Dipol wird bestimmt durch das Dipolmoment. Dieses wird beeinflusst durch den Abstand und die Stärke der Pole. Die Quelle eines Dipolfeldes ist der Dipol.

Dipol Dipolmagnet Physik StudySmarterAbbildung 4: DipolmagneteQuelle: wikipedia.org

Bei dieser Abbildung kannst du zum Beispiel vier elektrische Schwerpunkte erkennen. Jeder Magnet hat zwei, die hier auch farblich gekennzeichnet sind.

Weitere Beispiele zum Dipol

In der Medizin treten Dipole in den Herzmuskelzellen auf: die Erregung der Herzmuskelzellen bewegt sich zu nicht erregten Zellen, also von Minus nach Plus. Dabei wird die Erregungsrichtung durch die Lage des Vektors und seiner Länge dargestellt.

So ähnlich verlaufen auch die Dipole bei laufenden Lautsprechern: Sie haben die gleiche Charakteristik, nämlich von Minus nach Plus zu verlaufen.

Dipol - Das Wichtigste

  • Der Dipol hat einen negativen und einen positiven Pol innerhalb eines Atoms oder Moleküls.
  • Die Pole hängen von der Elektronegativität der einzelnen Atome ab.
  • Wenn zwei Dipole miteinander in Verbindung kommen, kann es zur Ausbildung eines Dipol-Dipol-Kraft oder der Van-der-Waals-Kraft, also einer chemischen Verbindung, kommen.
  • Ein Beispiel für einen Dipol ist das Wassermolekül.
  • Bei einem physikalischen Dipol handelt es sich im weitesten Sinne um magnetische Felder.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Dipol

Als Dipol bezeichnet man zwei räumlich getrennte Pole innerhalb eines Moleküls oder Atoms, die jeweils ein unterschiedliches Vorzeichen haben, nämlich entweder + oder -. Diese Pole entstehen durch die Verlagerung der Elektronen in der Atomhülle. Dabei befinden sich zufällig alle Elektronen auf einer Seite des Atoms/Moleküls und somit ist diese Seite negativ geladen und die entgegengesetzte Seite ist positiv geladen, da sich dort eben keine Elektronen mehr befinden.

Dipol-Dipol-Kräfte erkennt man durch die Bindung zwischen zwei Molekülen, die nur durch ihre verschiedenen Pole aneinander gezogen werden.

Ein induzierter Dipol ist ein Dipol, welcher durch einen bereits vorher bestehenden Dipol eines anderen Moleküls eingeleitet wird.

Finales Dipol Quiz

Frage

Durch welche Gestze resultiert die Dipol-Dipol-Wechselwirkung?

Antwort anzeigen

Antwort

Durch die Coulomb'schen Gesetze ziehen sich Dipole gegenseitig an.

Frage anzeigen

Frage

Was ist ein induzierter Dipol?


Antwort anzeigen

Antwort

Ein induzierter Dipol entsteht durch einen bereits bestehenden Dipol. Dieser zieht mit seinem positiven Pol die Elektronen auf eine Seite des Moleküls. Dadurch wird dieses selbst zu einem Dipolmoelkül.

Frage anzeigen

Frage

Was ist ein temporärer Dipol?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein temporärer Dipol ist ein Atom oder Molekül, welches spontan durch zufällige Umverteilung der Elektronen zu einem Dipol wird.

Frage anzeigen

Frage

Wie lautet die Formel um die Größe eines Dipols berechnen zu können?


Antwort anzeigen

Antwort


Frage anzeigen

Frage

In welcher Einheit wird das Dipolmomemt angegeben?


Antwort anzeigen

Antwort

Das Dipolmoment wird in der Einheit Debye () angegeben.

Frage anzeigen

Frage

Was macht einen Dipol aus?


Antwort anzeigen

Antwort

Ein Dipol besitzt immer einen positiven und einen negativen Pol innerhalb eines Atoms oder Moleküls.

Frage anzeigen

Frage

Wovon hängt es ab zu welchem Atom innerhalb eines Moleküls sich die Elektronen verteilen?


Antwort anzeigen

Antwort

Die Eleketronenverteilung innerhalb eines Moleküls hängt von der Elektronegtivität der einzelnen Atome ab.

Frage anzeigen

Frage

Zu welchen beiden Bindungstypen kann es kommen, wenn sich zwei Dipole miteinander Verbinden?


Antwort anzeigen

Antwort

Wenn sich zwei Dipole miteinander verbinden, kann das die Dipol-Dipol-Wechselwirkung oder die Van-der-Waals-Kraft ein.

Frage anzeigen

Frage

Worum handelt es sich bei physikalischen Dipolen?


Antwort anzeigen

Antwort

Bei physikalischen Dipolen handelt es sich im weitesten Sinne um magnetische Felder, wie diese bei gewöhnlichen Stabmagneten.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Elektronegativität?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Elektronegativität bestimmt die Fähigkeiteines Elements/Atoms auf, in einer Bindung die Bindungselektronen an sich zu ziehen.

Frage anzeigen

Frage

Nenne ein Beispiel für einen phsikalischen Dipol.

Antwort anzeigen

Antwort

Ein Beispiel für den physikalischen Dipol ist der Stabmagnet.

Frage anzeigen

Frage

Wie viele elektrische Schwerpunkte hat ein Stabmagnet?


Antwort anzeigen

Antwort

Ein Stabmagnetb hat zwei elektrische Schwerpunkte, einen positiven und einen negativen Schwerpunkt.

Frage anzeigen

Frage

Nenne ein Beispiel für ein Dipolmolekül.

Antwort anzeigen

Antwort

Ein Beispiel für ein Dipolmolekül ist das Wassermolekül.

Frage anzeigen

Frage

Was ist der Unterschied zwischen einem Dipolmoment und einem Dipolmolekül?


Antwort anzeigen

Antwort

Ein Dipolmoment ist ein Dipol innerhalb eines Atoms und ein Dipolmolekül befindet sich innerhalb eines Moleküls.

Frage anzeigen
60%

der Nutzer schaffen das Dipol Quiz nicht! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer

Alles was du für deinen Lernerfolg brauchst - in einer App!

Lernplan

Sei rechtzeitig vorbereitet für deine Prüfungen.

Quizzes

Teste dein Wissen mit spielerischen Quizzes.

Karteikarten

Erstelle und finde Karteikarten in Rekordzeit.

Notizen

Erstelle die schönsten Notizen schneller als je zuvor.

Lern-Sets

Hab all deine Lermaterialien an einem Ort.

Dokumente

Lade unzählige Dokumente hoch und habe sie immer dabei.

Lern Statistiken

Kenne deine Schwächen und Stärken.

Wöchentliche

Ziele Setze dir individuelle Ziele und sammle Punkte.

Smart Reminders

Nie wieder prokrastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Trophäen

Sammle Punkte und erreiche neue Levels beim Lernen.

Magic Marker

Lass dir Karteikarten automatisch erstellen.

Smartes Formatieren

Erstelle die schönsten Lernmaterialien mit unseren Vorlagen.

Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.