Polarização orientacional | Definição e características

Polarização Orientacional

A polarização orientacional é um tipo de polarização que ocorre devido ao alinhamento de moléculas ou partículas em um material em resposta a um campo elétrico externo. Em um campo elétrico, moléculas ou partículas polares podem girar para se alinharem com a direção do campo, causando uma separação de cargas e a criação de um momento dipolar. Esse efeito é conhecido como polarização orientacional. A magnitude da polarização orientacional depende de fatores como a força do campo elétrico, o momento dipolar das moléculas ou partículas e a temperatura do material. O efeito é mais forte em materiais com altos momentos dipolares e baixas temperaturas. A polarização orientacional é importante em muitas áreas da ciência, incluindo ciência dos materiais, eletroquímica e biofísica. É também um fator chave no comportamento de cristais líquidos, que são materiais que exibem propriedades intermediárias entre líquidos e sólidos e têm aplicações importantes na tecnologia de displays.

Polarização Elétrica

Em contraste com os metais, onde as cargas são livres para se mover pelo material, nos dielétricos, todas as cargas estão ligadas a átomos e moléculas específicos. Essas cargas são conhecidas como cargas ligadas. Elas podem, no entanto, ser deslocadas (polarizadas) dentro de um átomo ou molécula pela aplicação de um campo elétrico. A polarização elétrica é um deslocamento relativo leve de carga elétrica positiva e negativa em direções opostas dentro de átomos ou moléculas de um isolante ou dielétrico, induzido por um campo elétrico externo. Esses deslocamentos microscópicos não são tão dramáticos quanto a rearranjo de carga em um condutor, mas seus efeitos cumulativos respondem pelo comportamento característico dos materiais dielétricos.

Quando um campo elétrico externo é aplicado a um material dielétrico, este material torna-se polarizado, o que significa que ele adquire um momento dipolar. Esta propriedade dos dielétricos é conhecida como polarizabilidade. Quando um campo elétrico atua em uma molécula, as cargas positivas são deslocadas ao longo do campo, enquanto as cargas negativas são deslocadas em direção oposta à do campo. O efeito é, portanto, puxar as cargas opostas para longe uma da outra, ou seja, polarizar a molécula.

Tipos de Polarização

Existem três tipos de polarização:

• Polarização Eletrônica. Aqui, quando o campo externo é aplicado, as nuvens de elétrons dos átomos são deslocadas em relação aos núcleos pesados dentro das dimensões desses átomos. Isso é chamado de polarização eletrônica.
• Polarização Orientacional. A polarização orientacional é uma polarização que é inerente às moléculas ou pode ser induzida em qualquer molécula em que a distorção assimétrica dos núcleos seja possível (polarização por distorção). Moléculas polares são tipos de dielétricos nos quais as chances de colisão entre moléculas positivas e negativas são nulas ou zero. Isso ocorre porque elas são todas assimétricas em forma. H₂O é um exemplo típico. Quando não há campo elétrico, o momento dipolar elétrico dessas moléculas se move em uma direção imprevisível. O momento dipolar médio é 0 como resultado disso. Se houver um campo elétrico externo, as moléculas se alinharão na mesma direção que o campo elétrico.
• Polarização Iônica. A polarização iônica é a polarização causada por deslocamentos relativos entre íons positivos e negativos em cristais iônicos (por exemplo, NaCl).