Moment dipolowy cząsteczki charakteryzowany jest nie tylko przez wartość, ale i kierunek oraz zwrot. Jest on więc wielkością wektorową i oznacza się go strzałką skierowaną od dodatniego do ujemnego bieguna dipolu. W przypadku cząsteczki dwuatomowej kierunek momentu dipolowego zbiega się z prostą przechodzącą przez środki atomów:

Wartość momentu dipolowego pozwala w prosty sposób oszacować w jakim stopniu wiązanie łączące dwa atomy jest wiązaniem jonowym. Dla przykładu w chlorowodorze odległość między atomami wynosi 1,27^.10^-8cm. Gdyby chlorowodór składał się wyłącznie z jonów wodorowych i chlorkowych (wiązanie H-Cl było w 100% jonowe), to moment dipolowy chlorowodoru powinien wynosić:

μ=4,8^.10^-8j.ES^.1,27^.10^-8cm=6,09^.10^-18j.ES^.cm=6,09D.

W rzeczywistości moment dipolowy chlorowodoru wynosi 1,08D. Możemy więc ułożyć proporcję:

. Skąd x=17,7%, co można przyjąć, że wiązanie w chlorowodorze jest tylko w około 18% wiązaniem jonowym.

W przypadku cząsteczek bardziej złożonych, zmierzony moment dipolowy cząsteczki jest sumą wektorową momentów dipolowych wszystkich wiązań w cząsteczce (sumą wektorową cząstkowych momentów dipolowych pochodzących od wiązań). Znając moment dipolowy cząsteczki i jej kształt można z rachunku wektorowego obliczyć momenty dipolowe wiązań. Dla wody m=1,84D, kąt między wiązaniami H‑O‑H wynosi 104^o, czyli:

W podobny sposób obliczono momenty dipolowe dla następujących wiązań:

Jeżeli niesymetryczne rozmieszczenie elektronów wiążących odpowiedzialne jest za powstanie momentu dipolowego, to nie można zapomnieć o elektronach niewiążących, które również wpływają na całkowity moment dipolowy. Cząstkowa składowa momentu dipolowego pochodząca od wolnych par elektronowych nosi nazwę atomowego momentu dipolowego. Niejednokrotnie składowa ta kompensuje momenty dipolowe wiązań do tego stopnia, że w fluorek azotu ma mniejszy moment dipolowy od amoniaku, mimo że różnica elektroujemności między azotem a fluorem jest większa niż między azotem a wodorem.

W stabelaryzowanych wartościach momentów dipolowych wiązań jest już uwzględniona składowa momentu dipolowego atomowego[1].

Ponieważ całkowity moment dipolowy jest sumą wektorową momentów wiązań, zależy on bardzo od symetrii cząsteczki. Cząsteczki o jednakowym stosunku molowym składników: CO₂, CS₂ i SO₂ mogą mieć różne momenty dipolowe. Tlenek węgla(IV) i siarczek węgla(IV) są cząsteczkami liniowymi, składowe momentów dipolowych wiązań znoszą się. Tlenek siarki(IV) jest natomiast cząsteczką płaską, w której kąt między wiązaniami O-S-O wynosi około 120^o (Hybrydyzacja sp² atomu siarki) i składowe momentów dipolowych wiązań sumują się dając wypadkową różną od zera:

Czasami pomiar wartości momentu dipolowego pozwala wyciągnąć wnioski o kształcie cząsteczki np:
BeCl₂ μ=0D
H₂S μ=1D
Oznacza to, że chlorek berylu jest cząsteczką liniową (momenty dipolowe wiązań znoszą się), a siarkowodór nie jest cząsteczką liniową, ale jest cząsteczką płaską (musi być płaską ponieważ zbudowany jest z trzech atomów).

Dla FeCl₃ wartość m=1,27D wskazuje, że cząsteczka nie jest płaska.

Często wartość momentu dipolowego pozwala w łatwy sposób rozróżnić izomery geometryczne. Buten może istnieć w postaci dwóch izomerów: cis-butenu i trans-butenu. Tylko cis-buten posiada m≠0:

Interesującą cząsteczką jest metan i jego pochodne. Oczywiście ze względu na symetrię jego moment dipolowy m=0D. Z oznaczeń spektroskopowych wynika, że składowa momentu dipolowego wiązań C-H wynosi 0,3D. Wartość m=0 dla metanu oznacza, że suma trzech wektorów podchodzących od momentów dipolowych trzech wiązań C-H równa jest co do wartości czwartej składowej, lecz skierowana przeciwnie:

Czyli sama grupa CH₃ posiada moment dipolowy m=0,3D. Zastąpienie jednego atomu wodoru kolejną grupą CH₃ (przejście od metanu do etanu) powoduje powstanie związku o momencie dipolowym również równym zero:

Oznacza to, że wszystkie węglowodory nasycone, bez względu na długość łańcucha (wszystkie mogą być wyprowadzone od metanu) są niepolarne, posiadają moment dipolowy μ=0.

Jednakże nie zawsze symetrycznie podstawiony metan nie posiada momentu dipolowego. Zerowy moment dipolowy występuje jedynie w tych pochodnych dla których kierunek wektora momentu dipolowego pokrywa się kierunkiem wiązania np. CH₄, CCl₄, C(NO₂)₄.

Jeżeli kierunek wektora momentu dipolowego nie pokrywa się z kierunkiem wiązania (kierunek wektora momentu dipolowego wiązania jest poprzeczny w stosunku do wiązania łączącego węgiel z grupą) momenty dipolowe wiązań nie zawsze się znoszą:

Poprzeczny, wypadkowy moment dipolowy wiązań wykazują oprócz grupy hydroksylowej również grupy aminowa –NH₂, karboksylowa –COOH i pochodne tych grup (estrowa, amidowa, aminowa o różnej rzędowośći).

Poprzeczny moment dipolowy wiązania powoduje, że kwas trans-butendiowy (kwas fumarowy)w przeciwieństwie do trans-butenu czy (E)‑1,2‑dichloroetenu posiada moment dipolowy:

Może wydawać się to dziwne, jednakże dla grupy nitrowej –NO₂ wypadkowy moment dipolowy wiązania pokrywa się z kierunkiem wiązania tej grupy z atomem węgla. Jest to dobrze widoczne gdy grupę nitrową zapiszemy z rozłożonymi (zdelokalizowanymi) ładunkami :

Dlatego w symetrycznie podstawionych związkach nitrowych wypadkowy moment dipolowy jest równy 0.

Mimo, że sumaryczny moment dipolowy jest sumą momentów dipolowych wiązań, w cząsteczkach bardziej złożonych od metanu nie ma potrzeby rozpatrywania wszystkich cząstkowych momentów dipolowych, ponieważ w łańcuchu węglowodorowym cząstkowe momenty wiązań kompensują się. Dodatkowo w szeregu homologicznym moment dipolowy jest praktycznie stały:

Momenty dipolowe w szeregu pochodnych alkanów R-X w fazie gazowej:

Dane z podręcznika Chemia Organiczna Nanitescu

Zauważamy jedynie, że w każdym szeregu wartość momentu dipolowego dla CH₃-X odbiega od wartości momentu dipolowego dla pozostałych członów szeregu homologicznego. Jest to spowodowane tym, że dodatkowe podstawniki alkilowe poprzez efekt indukcyjny pozwalają grupie X uzyskać większy ładunek ujemny, dodatkowo ładunkiem dodatnim obdzielonych jest więcej atomów węgla i średnia odległość między tymi ładunkami dodatnim a ujemnym została zwiększona, powodując zgodnie ze wzorem μ=ql wzrost wartości μ:

W szeregu CH₃CH₂X i CH₃CH₂CH₂X wartość m nie zmienia się już, ponieważ efekt indukcyjny działa jedynie na krótkie odległości.

Warto w tym miejscu zapamiętać, że grupa alkilowa oddaje elektrony poprzez efekt indukcyjny, sama uzyskuje ładunek dodatni. Mówimy że wykazuje ona efekt +I.

Grupa X natomiast w wyniku efektu indukcyjnego uzyskuje ładunek ujemny, wykazuje więc efekt –I.

Rozpatrując efekt indukcyjny (mezomeryczny) utożsamiamy się z rozpatrywaną grupą. Taki jaki ta grupa uzyskuje ładunek, taki przypisujemy jej znak efektu indukcyjnego (mezomerycznego).

[1] Nie możemy o niej zapomnieć gdy szacujemy wielkość momentu dipolowego na podstawie elektroujemności składników