Forza di Debye

Le Forze di Debye sono forze intermolecolari risultanti dall'interazione di un dipolo permanente ed un dipolo indotto. Le forze di Debye fanno parte delle forze di van der Waals ed esprimono l'effetto d'induzione.

Forze di Debye fra molecole di acqua e di cloro. Dipoli permanenti in blu e rosso, dipoli indotti in verde e viola.

Dipolo indotto

Tutti gli atomi e molecole sono polarizzabili. Certi tipi di polarizzabilità risultano dalla deformazione della nuvola elettronica in presenza di un campo elettrico. Il campo elettrico può essere esterno o generato da una molecola polare. Il dipolo indotto viene allora definito come:

$\mu _{ind}=\alpha .E$

dove $\alpha$ è la polarizzabilità della molecola.

Interazione dipolo permanente-dipolo indotto

Molecola polare vs molecola apolare

Il potenziale d'interazione dipende dal momento dipolare della molecola polare (1).

$V=-{\frac {1}{r^{6}}}\left[{\frac {\mu _{1}^{2}\cdot \alpha _{2}}{(4\pi \cdot \varepsilon _{0}\cdot \varepsilon )^{2}}}\right]$

Molecola polare vs molecola polare

In questo caso una molecola determina un dipolo indotto sull'altra molecola e viceversa. Il potenziale è definito come:

$V=-{\frac {1}{r^{6}}}\left[{\frac {\mu _{1}^{2}\cdot \alpha _{2}+\mu _{2}^{2}\cdot \alpha _{1}}{(4\pi \cdot \varepsilon _{0}\cdot \varepsilon )^{2}}}\right]$