Dipôle électrique

Figure 6: Molécule d'eau

La molécule d'eau possède un fort moment dipolaire de $p = 6.2 \cdot 10^{-30}$ C$\cdot$m lorsqu'elle est libre (état gazeux). Dans la glace où les molécules subissent une certaine pression de la part de leurs voisins dans le réseau cristallin pour former des liens presque tétrahédraux de 104.4$^o$, le moment dipolaire de la molécule change légèrement pour environ $p = 8.17 \cdot 10^{-30}$ C$\cdot$m. Ce dipôle permet de créer des liens supplémentaires avec la partie "électro-négative" qui reste sur chaque atome (voir figure  6) c'est-à-dire qu' une charge éloignée d'une molécule d'eau peut percevoir les 2 hydrogènes comme des protons et l'atome d'oxygène comme une charge négative. Dans une solution saline, entre autre, le dipôle des molécules d'eau est suffisant pour défaire les liens ioniques entre le Na$^+$ et Cl$^-$ c'est pourquoi il est facile de dissoudre le sel dans l'eau.

Une molécule d'eau subit un moment de force $\vec{N} = \vec{p} \times \vec{E}$ lorsqu'on applique un champ électrique $\vec{E}$ externe. Même si la molécule est neutre, elle peut sentir une force si le champ électrique n'est pas constant dans l'espace de la forme: $\vec{F} = (\vec{p} \cdot \vec{\nabla}) \vec{E}$. En général, la molécule tend à aligner son dipôle avec le champ électrique pour minimiser son énergie $U = -\vec{p} \cdot \vec{E}$.