Debye

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O debye (símbolo D) ( /dɛˈb/;[1]) é uma unidade CGS[2] (uma unidade métrica não SI) do momento dipolar elétrico[nota 1] nomeada em homenagem ao físico Peter J. W. Debye. É definido como 1 ×10−18 statcoulomb-centímetros.[nota 2] Historicamente, o debye foi definido como o momento dipolar resultante de duas cargas de sinal oposto, mas uma magnitude igual de 10−10 statcoulomb[nota 3] (geralmente chamada e.s.u. (unidade eletrostática) na literatura mais antiga), que foram separadas por 1 Ångström.[nota 4] Isso deu uma unidade conveniente para momentos de dipolo molecular.

1 D  = 10−18 statC·cm
= 10−10 esu·Å[nota 2]
= 1299,792,458×10−21 C·m[nota 5]
≈ 3.33564×10−30 C·m
≈ 1.10048498×1023 qPlP
≈ 0.393430307 ea0[3]
≈ 0.20819434 eÅ
≈ 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 dipolo zero e espécies moleculares altamente iônicas têm um momento dipolo muito grande, por exemplo, brometo de potássio em fase gasosa, KBr, 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 do momento dipolo elétrico é o medidor de yoctocoulomb, que é de aproximadamente 300.000 D.[nota 6] Atualmente, não há solução satisfatória para esse problema de notação sem recorrer ao uso de notação científica.

Notas

  1. Momento de dipolo elétrico é definido como deslocamento dos tempos de carga:
  2. a b O statcoulomb também é conhecido como franklin ou unidade eletrostática de carga.
  3. 10−10 statcoulomb é de aproximadamente 0,2083 unidades de carga elementar.
  4. O ångström é de uma ordem de magnitude próxima à de uma ligação covalente típica.
  5. Um debye é igual a 1×10−21 C·m2/s dividido pela velocidade da luz no vácuo. Por outro lado, 1 C·m = 2.9979×1029 D.
  6. Yocto-, com um valor de 10 a 24, é o menor prefixo do SI. Observe que o SI não permite a aplicação de prefixos a ambos os membros de uma unidade composta ou a composição de prefixos, descartando, portanto, unidades como o femtometro-femtocoulomb ou o metro microyoctocoulomb (ambos aproximadamente 0,3 D), respectivamente.

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.