Como você calcula o momento dipolar da água?

Vamos supor que colocamos água no plano xy da seguinte forma:

O momento dipolar é calculado consultando as contribuições do momento dipolo de cada #"O"-"H"# ligações polares e somando-as para obter o dipolo líquido. Cada contribuição é #"1.5 D"# (debyes).

O dipolo líquido aponta através do oxigênio no eixo y na direção negativa.

Observe que a projeção dipolar ao longo das direções x anulam mutuamente; se a contribuição do dipolo esquerdo estava apontando para +x, a contribuição correta aponta para -x.

Como resultado, para calcular o dipolo líquido, determine o projeção de cada dipolo na direção y, e depois duplo porque ambos #"OH"# títulos são idêntico.

O #"H"-"O"-"H"# ângulo de ligação da água é praticamente #104.4776^@# (não há problema em usar #104.5^@#).

Tome o ângulo usado na projeção como sendo do vertical até cada #"OH"# vínculo e você terá #104.4776^@"/"2#, então imagine dois triângulos retos.

Com isso, e o fato de que #costheta = cos(-theta)#:

#mu_"y,left contribution" = mu_("OH")xxcos(52.2388^@)#

#= "1.5 D" xx 0.612 = color(green)(0.9187)#

#mu_"y,right contribution" = mu_("OH")xxcos(-52.2388^@)#

#= "1.5 D" xx 0.612 = color(green)(0.9187)#

Finalmente, nós soma eles porque ambos estão em a mesma direção y:

#color(blue)(mu_"tot") = mu_"y,left contribution" + mu_"y,right contribution"#

#= 0.9187 + 0.9187 = color(blue)("1.837 D")#

which is pretty close to the actual #"1.85 D"#.

Provavelmente, o erro foi do referenciado #"OH"# momento dipolar ou ângulo de ligação calculado (via teoria de Hartree-Fock usando um conjunto de bases cc-pVQZ, mas você não precisa saber disso).