A molécula de água, \( H_2O \), possui uma configuração de cargas que pode ser representada qualitativamente como na figura ao lado. Os átomos de H perdem seus elétrons para o átomo de O, de forma que este fica com carga líquida -2e, enquanto cada átomo de H fica reduzido a um próton com carga +e. Para distâncias muito superiores ao diâmetro da molécula, o campo elétrico gerado pela mesma equivale ao de um dipolo elétrico. Os dois prótons são substituídos por uma carga +2e situada no ponto médio entre os prótons (Ver figura), enquanto toda carga do íon \( O^{2-} \) é posicionada na mediatriz da linha que liga os dois prótons. O valor medido do dipolo é \( p = 6,2 \times 10^{-30} \) C.m. Com base nestes dados pode-se afirmar que o valor da distância “d” entre os centros das cargas +2e, -2e, e o campo elétrico E, no ponto acima do centro da molécula 0,50 nm são respectivamente:
DADOS : constante eletrostática do vácuo \( 1/4\pi ε_0 ≈ 8,9 \times 10^9\, N.m^2/ C^2 \)
Componentes cartesianas do campo elétrico de um dipolo elétrico de intensidade p :
\( E_x= {\large{p \over 4 \pi ε_0 }} { \large{ 3xz \over r^5}} \)
\( E_y= {\large{p \over 4 \pi ε_0 }} { \large{ 3yz \over r^5}} \)
\( E_z= {\large{p \over 4 \pi ε_0}} \left( {\large {3z^2 \over r^5}} - {\large{1 \over r^3}} \right) \)
