Polarización Iónica

Polarización Iónica

Antes de entender lo que polarización iónica observemos 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 manera el átomo de sodio se convierte en un ión 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 de sodio positivos 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 uno negativo. Porque, la porción de sodio de la molécula estará ligeramente cargada positivamente debido a la presencia del ión de sodio positivo y el lado de cloro estará ligeramente cargado negativamente debido a la presencia del ión de cloro negativo.

Como en la molécula de cloruro de sodio hay una distancia entre núcleos, debe haber un momento dipolar presente en la molécula, incluso en ausencia de cualquier archivo eléctrico aplicado externamente. Como las moléculas de cloruro de sodio tienen sólo dos átomos (iones) debe haber un único momento dipolar que apunte del ión negativo al 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 un ión relativamente negativo a uno positivo. 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 de dipolo inter iónico pero el momento de dipolo resultante sobre todo el momento de la molécula sería cero. El momento dipolar neto de la molécula se presenta sólo 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 sólo tiene un momento de dipolo único dirigido de los iones negativos a los positivos. En la figura 2, la molécula tiene un centro de simetría.

Hay dos momentos dipolares de iones negativos a positivos, pero se cancelan mutuamente. Así que 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. Así que 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 el lado negativo del campo aplicado campo eléctrico.

Esto se llama polarización iónica. Si hay un número N de moléculas polarizadas presentes en el volumen unitario del material. La polarización iónica del material viene dada por

Dónde,iónico es el momento dipolar promedio inducido de la molécula debido a la aplicación externa campo eléctrico. Esto es obviamente proporcional a la fuerza del campo eléctrico aplicado. Así que..,
Una vez más, cuando se aplica el campo externo habrá un ligero desplazamiento del núcleo positivo y de los electrones negativos de cada átomo de las moléculas. Debido a eso habrá un momento de dipolo electrónico en cada átomo de las moléculas. Este momento del dipolo electrónico es también proporcional al número de moléculas por unidad de volumen y a la fuerza del campo eléctrico aplicado. La constante de proporcionalidad o polarizabilidad para eso, digamos, electrónica.

No hace falta decir que siempre que un campo eléctrico se aplica en un dieléctrico de compuesto iónico, se producirían dos tipos de polarización en él. Estos son la polarización iónica y polarización electrónica. La polarización total es la suma de estas dos polarizaciones.

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