 Verfasst am: 29. Nov 2021 08:46 Titel: |
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| Es gibt überhaupt keinen Grund, warum keine höheren Multipole vorliegen sollte - außer dass einige aus Symmetriegründen verschwinden. Die Berechnung der Ladungsverteilung ist extrem kompliziert, da man nicht einfach die Schrödingergleichung für feste Orte der Kerne lösen sondern zudem die Orte der Kerne durch eine Optimierung bestimmen muss. |
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| Verfasst am: 29. Nov 2021 00:05 Titel: |
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| Hey zusammen, ich wollte nur mal kurz bei dem, was as_string gesagt hat, hinzufügen, dass ein solches Molekül doch mit ziemlicher Sicherheit noch höhere Momente hat, oder? Selbst ein perfekter Dipol hat ja welche. Ändert natürlich nichts an deinem Punkt, wollte ich aber einfach mal noch zusätzlich in den Raum werfen  |
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| Verfasst am: 06. Mai 2020 12:20 Titel: Re: Dipol nur bei gleich großen elektrischen Ladungen |
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Wie kommst Du darauf, dass die el. Ladungen von Wasserstoff und Sauerstoff, um die es hier geht, nicht gleich sein sollten? Was man hier unter "Ladungen" versteht, müsste man zuerst definieren - es hat jedenfalls nichts mit den Kernladungen oder der Anzahl Elektronen der Atome zu tun. Wie schon von as_string erwähnt, ist ein Wassermolekül eletrisch neutral. Es ist lediglich die "Wolke" der Bindungselektronen etwas näher beim Sauerstoffmolekül konzentriert. Die Seite des Sauerstoffatoms ist deshalb negativ geladen, während umgekehrt die Seite der Wasserstoffatome positiv geladen ist, was zum Dipolmoment führt. Im Gegensatz zu den Dipolladungen ist das (mittlere) Dipolmoment eines Wassermoleküls genau defniert und messbar. Davon hängt z.B. die Energie eines Moleküls ab, die es je nach Orientierung in einem elektrischen Feld hat. Ausgehend von diesem Dipolmoment könnte man nun dem Sauerstoffatom und dem Mittelpunkt der beiden Wasserstoffatome jeweils entgegengesetzt gleich grosse Ladungen zuordnen, welche zu dem Dipolmoment führen (bzw. dem Sauerstoffatom eine Dipolladung und jeweils die halbe Dipolladung den Wasserstoffatomen). Zur sehr knappen Definition eines Dipols im ersten Beitrag besteht kein Widerspruch. |
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| Verfasst am: 06. Mai 2020 11:16 Titel: |
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| Vielen Xank für die ausführungen Marco. | |
| Verfasst am: 05. Mai 2020 16:03 Titel: |
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Ja, ich denke, so etwa kann man das sagen.  Also eigentlich würde ich es so sagen: Für jede beliebige Ladungsverteilung kann man eine solche Multipol-Entwicklung machen. Da ist zu erst der Monopol. Das ist ein Feld, das so ist, wie wenn Du nur eine einzelne Punktladung hättest. Aber auch eine Ladungsverteilung, die aus mehreren Ladungen besteht, sieht aus der Ferne so aus, wenn die Ladungen sich nicht ausgleichen. Sprich: Hättest Du eine negative und zwei positive Elementarladungen, dann würde das von weit entfernt so aussehen, wie eine einzelne positive Elementarladung. Wenn man "genauer hinsieht" bzw. näher dran geht, kommt zuerst eher das Dipolmoment zum tragen. Das ist so, als ob Du zwei gleich große aber entgegengesetze Punktladungen sehr nah zusammen bringst (so wie in der Definition bei Google beschrieben). Dann hast Du ein reines Dipol-Feld, wo eben nur dieses Dipolmoment existiert. Weil die Ladungen gleichgroß sind, heben sie sich gegenseitig so auf, dass kein Monopolmoment übrig bleibt, das Dipolmoment ist dann das führende. Genau so kannst Du mit 4 Ladungen (an den Ecken eines Rechtecks angeordnet, zwei negativ, zwei positiv, immer die gegenüberliegenden Ecken gleich geladen) ein reines Quadropol-Feld hin bekommen, wo Monopol-Moment und Dipol-Moment verschwinden und so weiter. Das Wassermolekül ist insgesamt gesehen neutral, also kein Monopol-Moment. Weil die Schwerpunkte der Ladungen nicht zusammen fallen, hat es aber ein Dipolmoment. Ich weiß jetzt nicht genau, ob es noch höhere Momente in der Multipol-Entwicklung hat, aber die sind wahrscheinlich ziemlich klein (wenn überhaupt). Deshalb spricht man dann von einem Dipolmolekül oder kurz Dipol. Was man da jetzt wirklich als "Dipol" bezeichnen will und was nicht, finde ich etwas schwierig zu definieren. Oft meint man mit "Dipol" wirklich die Sache mit den zwei gleichen großen aber entgegen gesetzten Ladungen. Aber eben auch nicht immer, weshalb ich die Google-Definition dann auch für nicht komplett halte. Gruß Marco |
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| Verfasst am: 05. Mai 2020 13:35 Titel: |
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| Hallo Seinsei string, danke. Das heißt also, dass ein "Spezialfall" existiert, bei dem die unterschiedlichen Ladungen exakt gleich vom Betrag her sind, und diese nennt man Dipole. Und dann gibt es noch Variationen in Systemen ( als Beispiel ein Wassermolekül), bei denen zwar keine gleich großen elektrischen Ladungen existieren, sondern ungleich verteilte, die sich trotzdem Dipole oder Dipolmoleküle nennen, weil ihr Ladungsschwerpunkt nicht zusammenfällt ( sie also einen Dipolmoment aufweisen). So richtig aufgefasst? |
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| Verfasst am: 05. Mai 2020 13:13 Titel: |
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Schau mal bei Wikipedia nach "Dipolmolekül". Da steht gleich am Anfang:
Deine Definition ist nur für eine bestimmte Art von "Dipol" und schließt offenbar ein Dipolmolekül, das auch oft als "Dipol" bezeichnet wird, nicht ein, ist also unvollständig. Aber das ist natürlich alles Definitionssache...  Du solltest vielleicht am besten etwas über Multipolentwicklung lesen. Gruß Marco |
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| Verfasst am: 05. Mai 2020 13:05 Titel: Dipol nur bei gleich großen elektrischen Ladungen |
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| Hallo Freunde, es gilt ja:
Betrachten wir uns ein Wassermolekül (H2O), dann sind hier die elektrischen Ladungen von Wasserstoff (H) deutlich kleiner als die von einem Sauerstoffatom (O). Also haben wir hier keine Anordnung gleich großer elektrischer Ladungen, und trotzdem ist das Wassermolekül (H2O) ein Dipol. Was verstehe ich falsch? |
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