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).