Come si calcola il momento di dipolo dell'acqua?

Supponiamo di mettere l'acqua sull'aereo xy in questo modo:

The momento dipolo viene calcolato cercando i contributi del momento dipolo di ciascuno `"O"-"H"` legame, che sono polari, e sommandoli per ottenere il dipolo netto. Ogni contributo è `"1.5 D"` (debyes).

The dipolo netto punta attraverso l'ossigeno lungo l'asse y in direzione negativa.

Si noti che la proiezione dipolo lungo le direzioni x annullano a vicenda; se il contributo del dipolo sinistro indicava +x, il giusto contributo indica -x.

Di conseguenza, per calcolare il dipolo netto, determinare il proiezione di ciascun dipolo nella direzione y, e poi doppio esso, dal momento che entrambi `"OH"` le obbligazioni lo sono identico.

The `"H"-"O"-"H"` l'angolo di legame dell'acqua è praticamente `104.4776^@` (Va bene usare `104.5^@`).

Prendi l'angolazione usata nella proiezione per essere dalla verticale fino a ciascuno `"OH"` legame e otterrai `104.4776^@"/"2`, quindi immagina due triangoli retti.

Con quello, e il fatto che `costheta = cos(-theta)`:

`mu_"y,left contribution" = mu_("OH")xxcos(52.2388^@)`

`= "1.5 D" xx 0.612 = color(green)(0.9187)`

`mu_"y,right contribution" = mu_("OH")xxcos(-52.2388^@)`

`= "1.5 D" xx 0.612 = color(green)(0.9187)`

Alla fine, noi somma li perché sono entrambi dentro la stessa direzione y:

`color(blue)(mu_"tot") = mu_"y,left contribution" + mu_"y,right contribution"`

`= 0.9187 + 0.9187 = color(blue)("1.837 D")`

which is pretty close to the actual `"1.85 D"`.

Probabilmente l'errore proveniva dal riferimento `"OH"` momento di dipolo o angolo di legame calcolato (tramite la teoria di Hartree-Fock utilizzando un set di basi cc-pVQZ, ma non è necessario saperlo).