Dipol in der Chemie und der Physik

Der Begriff “Dipol” wird sowohl in Chemie als auch in Physik verwendet, um eine geometrische Anordnung zweier gleich großer elektrischer Ladungen oder magnetischer Pole zu Beschreiben. Dabei haben Dipole entgegengesetzter Polarität in einem bestimmten Abstand zueinander. Definitionsgemäß weist ein elektrischer Dipol zwei Ladungen gleichen Betrages mit entgegengesetzter Ladung (unterschiedliche Vorzeichen) auf.

Der Dipol in der Chemie und Physik

Wie eingangs erwähnt, ist der Begriff “Dipol” nicht nur auf elektrische Ladungen bezogen, sondern auch auf magnetische Vorgänge. Der Begriff Dipol wird allgemein und im Alltag nur mit dem elektrischen Dipol in Verbindung gebracht. Da allerdings mehrere “Arten” von Dipolen existieren, sollte man bei der Verwendung des Begriffs Dipol immer genauer beschreiben, welcher “Pol” gemeint ist.

Laut Definition wird ein Dipol aus zwei räumlich getrennten auftretenden Polen mit jeweils unterschiedlichem Vorzeichen aufgebaut, die sich in einem bestimmten Abstand zueinander befinden. Die Pole können aber “elektrische Pole” sein (bedingt durch unterschiedliche elektrische Ladungen) oder magnetische Pole. Daher sollte man immer (zur Klarheit) von einem elektrischen oder magnetischen Pol sprechen.

Da “Di” sinngemäß “Zwei” bedeutet, setzen viele im Alltag den Begriff “Dipol” mit “Zweipol” gleich. Da es sich bei einem Zweipol um eine spezielle Art einer elektrischen Schaltung handelt, sind die Begriffe Dipol und Zweipol nicht identisch und dürfen auch nicht verwechselt werden.

Magnetischer Dipol: Das einfachste Beispiel für einen magnetischen Dipol kennt jeder aus dem Alltag, nämlich als Stabmagnet. Allerdings sollte hierbei auch erwähnen, dass es keinen magnetischen Monopol gibt (siehe dazu die entsprechenden Kapitel im Bereich Magnetismus). Wie auch beim elektrischen Dipol gehen von dem (magnetischen) Dipol magnetischer Felder aus, die eine bestimmte Kraft auf bestimmte Objekte ausüben.

(Elektrischer) Dipol: In der Regel entstehen Dipole durch Ladungstrennung, daher bildet sich ein Dipol bevorzugt auf molekularer Ebene. Daher trifft den den Begriff “Dipol” bevorzugt in der Chemie an, wobei man hier nicht von einem (elektrischen) Dipol spricht, sondern von einem Dipolmolekül. Denn ein solche Dipol entsteht durch die unterschiedliche Elektronegativität der beteiligten Bindungspartner (d.h. die Bindungspartner ziehen die Bindungselektronen unterschiedliche stark an sich. Daher kommt es zu einer unterschiedlichen Verteilung der Bindungselektronen(dichte), wobei eine positive und negative Polarisierung entsteht. Es entsteht hierbei eine polare Atombindung). Nicht jedes Molekül mit einer polaren Atombindung ist gleichzeitig ein Dipol. Damit ein Dipol bzw. Dipolmolekül vorliegt, dürfen die Schwerpunkte der negativen und der positiven Ladungsträger nicht zusammenfallen (typische Dipolmolekül ist das Wassermolekül). Dies ist die Aufgabe der Chemie, Dipolmoleküle zu bestimmen. (Siehe hierzu auch folgendes Kapitel

Was sind Dipolmoleküle

Wichtig: Dipole haben keine (resultierende) Ladung. Da sich die entgegengesetzten Ladungen gegenseitig kompensieren, weist ein Dipol keine Ladung auf, es handelt sich bei einem Dipolmolekül um ein (nach außen) neutrales Molekül. Ein geladenes “Molekül” wird als Ion bezeichnet und ist daher kein Dipol.

Ausgehend von dem (elektrischen) Dipol wird ein elektrisches Feld erzeugt, dass in alle Richtungen auf geladene Objekte eine Kraft ausübt. Daher betrachtet man sich auch gerne das sogenannte Dipolmoment des Dipols.


Dipol in der Chemie und der Physik – Testfragen/-aufgaben

1. Was ist ein Dipol in der Chemie?

Ein Dipol ist ein Molekül, das einen positiven und einen negativen Pol enthält, was aufgrund der ungleichen Verteilung von Elektronen in einem Molekül hervorgerufen wird.

2. Was ist ein Dipol in der Physik?

In der Physik ist ein Dipol ein Paar von elektrischen Ladungen oder magnetischen Polen gleicher Größe, aber entgegengesetzter Vorzeichnen, getrennt durch eine geringe Entfernung.

3. Was versteht man unter dem Dipolmoment?

Das Dipolmoment ist eine Maßeinheit für die Stärke eines Dipols. Es wird berechnet als das Produkt der Ladung und dem Abstand zwischen den beiden Ladungen.

4. Was ist ein dauerhafter Dipol?

Ein dauerhafter Dipol ist ein Molekül, das aufgrund der Natur seiner chemischen Bindungen ständig eine Dipolcharakteristik aufweist. Wasser (H2O) ist ein Beispiele dafür.

5. Was sind spontane Dipole?

Spontane Dipole sind Moleküle, die normalerweise keine Dipolcharakteristik aufweisen, aber temporär zu einem Dipol werden können, um beispielsweise auf ein äußeres elektrisches Feld zu reagieren.

6. Nennen Sie einen Unterschied zwischen einem chemischen und einem physikalischen Dipol.

Während ein chemischer Dipol aufgrund der ungleichen Verteilung von Elektronen innerhalb eines Moleküls entsteht, bezieht sich ein physikalischer Dipol auf ein Paar entgegengesetzter Ladungen oder Pole, das durch eine Distanz getrennt ist.

7. Wie beeinflusst die Polarität eines Moleküls das Dipolmoment?

Die Polarität eines Moleküls hat direkten Einfluss auf das Dipolmoment. Je größer die Polarität, desto größer ist das Dipolmoment.

8. Was ist ein perfekter Dipol in der Physik?

Ein perfekter Dipol in der Physik ist ein theoretisches Konzept, bei dem zwei Ladungen unendlich nah zusammen sind, aber noch eine messbare Distanz zwischen ihnen besteht. In der Realität kann kein perfekter Dipol existieren.

9. Warum haben manche Moleküle kein Dipolmoment, obwohl sie polare Bindungen haben?

Moleküle können polare Bindungen haben und dennoch kein Dipolmoment aufweisen, wenn die polaren Bindungen so angeordnet sind, dass sie sich gegenseitig aufheben, dies wird als “symmetrische Anordnung” bezeichnet. Beispiele dafür sind Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4).

10. Was zeigt das Vorhandensein eines Dipolmoments über ein Molekül an?

Das Vorhandensein eines Dipolmoments zeigt an, dass ein Molekül polares Verhalten aufweist. Es zeigt auch, dass es eine ungleiche Verteilung von Elektronendichte innerhalb des Moleküls gibt.

Autor: , Letzte Aktualisierung: 27. Juli 2023