Debye

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O debye (símbolo D, pronunciada /dɛˈb/[1]) de é uma unidade de medida de momento dipolar elétrico do sistema CGS, definida como 10−18 statcoulomb-centímetros (statC·cm).[2]

A unidade foi nomeada em homenagem ao físico Peter J. W. Debye. Historicamente, foi definida como o momento dipolar resultante de duas cargas elétricas de sinal oposto, mas com mesma magnitude 10−10 statcoulomb​s (10−10/2.997.924.580 coulombs, aproximadamente 0,2083 unidades de carga elementar), separadas por 10−8 centímetros (1 angstrom ou 10−10 metro, distância próxima ao comprimento de de uma ligação covalente típica). Isso deu uma unidade conveniente para momentos de dipolo molecular.

Em termos do sistema métrico internacional (SI), 1 debye equivale portanto a 10−21/299.792.458 coulomb-metro (C·m), ou aproximadamente 3,33564 × 10-30 C·m. Reciprocamente, 1 coulomb-metro equivale a 299.792.458 × 1021 D ≈ 3×1029 D.

1 D = (10−10 statC) × (10−8 cm) = 10−18 statC·cm
= (10−10 esu) × (1 Å) = 10−10 esu·Å
= (10−11/299.792.458 C) × (10−10 m) = 10−21/299.792.458 C·m ≈ 3.33564×10−30 C·m

No sistema de unidades de Planck, o debye equivale a aproximadamente 1.10048498×1023 qP·lP.

No sistema de unidades atômicas, o debye equivale a aproximadamente 0.393430307 e·a0.[3].

Também equivale a aproximadamente 0.20819434 e·Å ou 0.020819434 e·nm.

Momentos dipolares típicos para moléculas diatômicas simples estão na faixa de 0 a 11 D. Espécies homoatômicas simétricas, por exemplo, cloro, Cl2, têm momento dipolar zero. Um exemplo no outro extremo é o brometo de potássio (KBr) em fase gasosa, com um momento dipolar de 10,5 D.[4]

O debye ainda é usado na física e na química atômica porque as unidades SI são inconvenientemente grandes. A menor unidade SI de momento dipolar elétrico é o yoctocoulomb-metro (10−24 C·m), que é de aproximadamente 300.000 D. Oficialmente, o SI não contempla a aplicação de prefixos a ambos os membros de uma unidade composta ou a composição de prefixos; descartando, portanto, unidades como o femtocoulomb-femtômetro ou o microyoctocoulomb-metro (que seriam ambos aproximadamente 0,3 D).

Referências

  1. «Debye». Random House Dictionary 
  2. CGS units R. Rowlett (University of North Carolina at Chapel Hill).
  3. Atomic unit of electric dipole moment, NIST.
  4. Physical chemistry 2d Edition (1966) G. M. Barrow. McGraw-Hill.