مفهوم الخصائص العازلة للجزيئات. استقطاب الجزيئات

في مجال كهربائي ، يتشوه أيون أو جزيء ، أي يوجد فيها إزاحة نسبي للنواة والإلكترونات. يسمى هذا التشوه للأيونات والجزيئات الاستقطاب. نظرًا لأن إلكترونات الطبقة الخارجية هي الأقل ارتباطًا بقوة في الذرة ، فإنها تتعرض للإزاحة في المقام الأول.

استقطاب الأنيونات ، كقاعدة عامة ، أعلى بكثير من الكاتيونات.

مع نفس بنية غلاف الإلكترون ، تقل قابلية استقطاب الأيونات مع زيادة الشحنة الموجبة ، على سبيل المثال ، في السلسلة:

بالنسبة إلى أيونات نظائرها الإلكترونية ، تزداد قابلية الاستقطاب مع عدد طبقات الإلكترون ، على سبيل المثال: أو
.

يتم تحديد قابلية استقطاب الجزيئات من خلال استقطاب الذرات المكونة لها ، والتكوين الهندسي ، وعدد الروابط وتعددها ، وما إلى ذلك. الاستنتاج حول الاستقطاب النسبي ممكن فقط للجزيئات المتشابهة التي تختلف بذرة واحدة. في هذه الحالة ، يمكن الحكم على الاختلاف في استقطاب الجزيئات من خلال الاختلاف في استقطاب الذرات.

يمكن إنشاء المجال الكهربائي بواسطة قطب كهربائي مشحون وأيون. وبالتالي ، يمكن للأيون نفسه أن يمارس تأثير استقطاب (استقطاب) على أيونات أو جزيئات أخرى. يزداد تأثير الاستقطاب لأيون مع زيادة شحنته وانخفاض نصف قطره.

التأثير الاستقطاب للأنيونات ، كقاعدة عامة ، أقل بكثير من تأثير الكاتيونات. هذا يرجع إلى الحجم الكبير للأنيونات مقارنة بالكاتيونات.

للجزيئات تأثير استقطابي إذا كانت قطبية ؛ يكون تأثير الاستقطاب أعلى ، وكلما زادت العزم ثنائي القطب للجزيء.

تزداد قدرة الاستقطاب في السلسلة لأن. يزداد نصف القطر ويقل المجال الكهربائي الناتج عن الأيون.

رابطة الهيدروجين

الرابطة الهيدروجينية هي نوع خاص من الروابط الكيميائية. من المعروف أن مركبات الهيدروجين التي تحتوي على معادن غير كهرسلبية بقوة ، مثل F ، O ، N ، لها نقاط غليان عالية بشكل غير طبيعي. إذا كانت نقطة الغليان في السلسلة H 2 Te - H 2 Se - H 2 S تتناقص بشكل طبيعي ، فعند الانتقال من H 2 S إلى H 2 O هناك قفزة حادة إلى زيادة في درجة الحرارة هذه. لوحظت نفس الصورة في سلسلة الأحماض المائية. يشير هذا إلى وجود تفاعل محدد بين جزيئات H 2 O وجزيئات HF. مثل هذا التفاعل يجب أن يعيق فصل الجزيئات عن بعضها البعض ، أي تقليل تطايرها ، وبالتالي زيادة درجة غليان المواد المقابلة. نظرًا للاختلاف الكبير في ER ، فإن الروابط الكيميائية H-F و H-O و H-N مستقطبة للغاية. لذلك ، تحتوي ذرة الهيدروجين على شحنة موجبة فعالة (δ +) ، وذرات F و O و N بها فائض من كثافة الإلكترون ، وهي سالبة الشحنة ( -). بسبب جاذبية كولوم ، تتفاعل ذرة هيدروجين موجبة الشحنة لجزيء واحد مع ذرة كهربية سالبة لجزيء آخر. نتيجة لذلك ، تنجذب الجزيئات إلى بعضها البعض (تشير النقاط الغامقة إلى الروابط الهيدروجينية).

هيدروجينتسمى هذه الرابطة ، والتي تتكون عن طريق ذرة الهيدروجين ، والتي هي جزء من أحد الجسيمين المتصلين (الجزيئات أو الأيونات). طاقة الرابطة الهيدروجينية ( 21–29 كيلوجول / مول أو 5–7 كيلو كالوري / مول) تقريبًا 10 مرات أقلطاقة الرابطة الكيميائية العادية. ومع ذلك ، تتسبب الرابطة الهيدروجينية في وجود أزواج من الجزيئات ثنائية المكونات (H 2 O) 2 و (HF) 2 وحمض الفورميك.

في سلسلة من التوليفات من HF ، H O ، HN ، HCl ، H ذرات ، تنخفض طاقة الرابطة الهيدروجينية. كما أنه يتناقص مع زيادة درجة الحرارة ، لذا فإن المواد الموجودة في حالة البخار تظهر الترابط الهيدروجيني فقط إلى حد ضئيل ؛ من خصائص المواد في الحالة السائلة والصلبة. ترتبط المواد مثل الماء والجليد والأمونيا السائلة والأحماض العضوية والكحوليات والفينولات في الثنائيات والثلج والبوليمرات. في الحالة السائلة ، تكون الثنائيات هي الأكثر استقرارًا.

أرز. 35. استقطاب جزيء غير قطبي في مجال كهربائي

بالنظر إلى بنية الجزيئات القطبية وغير القطبية أعلاه ، فقد انطلقنا من حقيقة أنه لا توجد قوى كهربائية تعمل على هذه الجزيئات من الخارج. يمكن أن يؤدي تأثير الأخير إلى تغيير كبير في البنية الداخلية للجزيئات ، وبالتالي خصائصها. على وجه الخصوص ، تحت تأثير مجال كهربائي خارجي ، تتحول الجزيئات غير القطبية بشكل مؤقت إلى جزيئات قطبية.

في الواقع ، تخيل أن جزيء غير قطبي يوضع بين لوحين مكثف (الشكل 35). من الواضح أن شحنات الألواح ستؤثر على توزيع الشحنات داخل الجزيء: النوى الموجبة الشحنة سوفتنجذب إلى اللوحة السلبية ، والإلكترونات إلى الموجب.

نتيجة لذلك ، سيكون هناك إزاحة للإلكترونات بالنسبة إلى النوى ، وإذا تزامنت قبل ذلك مراكز جاذبية الشحنات الموجبة والسالبة ، فسوف تتشتت الآن وسيصبح الجزيء ثنائي القطب مع بعض العزم ثنائي القطب. تسمى هذه الظاهرة استقطاب الجزيء ، ويسمى ثنائي القطب الناتج مستحثًا أو مستحثًا. عند إزالة الحقل الخارجي ، يختفي ثنائي القطب ويصبح الجزيء غير قطبي مرة أخرى. مثل الجزيئات ، يتم استقطاب الأيونات أيضًا في مجال كهربائي (الشكل 36).

أرز. 36. استقطاب أيون في مجال كهربائي

يحمل كل أيون شحنة كهربائية ، ونتيجة لذلك يكون هو نفسه مصدرًا لمجال كهربائي في نفس الوقت. لذلك ، في الجزيئات التي تتكون من أيونات معاكسة الشحنة ، تستقطب الأخيرة بعضها البعض: أيون موجب الشحنة يسحب إلكترونات أيون سالب الشحنة تجاه نفسه ، بينما الأيون السالب يصد إلكترونات أيون موجب (الشكل 37). هناك تشوه في الأيونات ، أي تغيير في بنية غلافها الإلكتروني. ومن ثم يترتب على ذلك أن بنية الأيونات المرتبطة بجزيء يجب أن تختلف اختلافًا كبيرًا عن بنية الأيونات الحرة.

يكون تأثير استقطاب أيون أقوى ، وكلما زادت شحنته ، وبنفس الشحنة ، يزداد بسرعة مع انخفاض نصف قطر الأيون ؛ على العكس من ذلك ، يصبح تشوه الأيون أصغر في هذه الحالة. نظرًا لأن الأيونات الموجبة ، بشكل عام ، أقل من الأيونات السالبة ، مع الاستقطاب المتبادل لاثنين من الأيونات داخل الجزيء نفسه ، فإن الأيونات السالبة هي التي يتم تشويهها بشكل أساسي (الشكل 38).

يحدث تأثير استقطاب قوي بواسطة أيون هيدروجين موجب ، وهو نواة (بروتون) خالية تمامًا من الإلكترونات ، ولها نصف قطر صغير جدًا. نظرًا لعدم وجود غلاف إلكتروني ، لا يتعرض البروتون للتنافر من الأيونات السالبة ويمكنه الاقتراب منها على مسافة قريبة جدًا.

أرز. 37. مخطط الاستقطاب المتبادل للأيونات

يؤدي تشوه الأيون السالب الناجم عن هذا النهج ، كما هو الحال ، إلى إدخال بروتون في غلاف الإلكترون للأيون السالب ، أي تكوين رابطة تساهمية.

أتاحت دراسة ظاهرة تشوه غلاف الإلكترون للأيونات الاختراق بشكل أعمق في بنية المركبات الكيميائية وشرح عدد من خواصها الفيزيائية والكيميائية. على سبيل المثال ، يفسر التشوه غير المتكافئ للأيونات السالبة الاختلاف في لحظات ثنائي القطب للجزيئات المشكَّلة بالمثل ، مثل HCl و HBr و HJ ، وعدم استقرار بعض الأحماض والأملاح ، وعدد من الظواهر الكيميائية الأخرى. كما تم إنشاء علاقة وثيقة بين تشوه الأيونات ولون الأملاح المقابلة.

أنت تقرأ مقالاً حول موضوع استقطاب الجزيئات والأيونات

فكر الآن في جزيء له عزم ثنائي القطب دائم ، مثل الماء. في حالة عدم وجود مجال كهربائي ، تشير ثنائيات الأقطاب الفردية في اتجاهات مختلفة ، بحيث تكون العزم الكلي لكل وحدة حجم صفرًا. ولكن إذا تم تطبيق مجال كهربائي ، فسيحدث أمران على الفور: أولاً ، يتم إحداث عزم ثنائي القطب إضافي بسبب القوى المؤثرة على الإلكترونات ؛ يؤدي هذا الجزء إلى نفس الاستقطاب الإلكتروني الذي وجدناه لجزيء غير قطبي. في دراسة دقيقة للغاية ، يجب ، بالطبع ، أخذ هذا التأثير في الاعتبار ، لكننا سنهمله في الوقت الحالي. (يمكن إضافته دائمًا في النهاية.) ثانيًا ، يميل المجال الكهربائي إلى محاذاة ثنائيات الأقطاب الفردية ، مما ينتج عنه صافي عزم لكل وحدة حجم. إذا كانت جميع ثنائيات الأقطاب مبطنة في الغاز ، فسيكون الاستقطاب كبيرًا جدًا ، لكن هذا لا يحدث. في درجات الحرارة العادية وقوى المجال ، لا تسمح اصطدامات الجزيئات أثناء حركتها الحرارية بالاصطفاف بشكل صحيح. ولكن لا يزال هناك بعض المحاذاة ، وبالتالي استقطاب طفيف (الشكل 11.2). يمكن حساب الاستقطاب الناتج عن طريق طرق الميكانيكا الإحصائية الموضحة في الفصل. 40 (العدد 4).

شكل. 11.2. في غاز الجزيئات القطبية ، يتم توجيه اللحظات الفردية بشكل عشوائي ، ومتوسط ​​العزم في حجم صغير هو صفر (أ) ؛ تحت تأثير المجال الكهربائي ، في المتوسط ​​، يحدث بعض محاذاة الجزيئات (ب).

لاستخدام هذه الطريقة ، يحتاج المرء إلى معرفة طاقة ثنائي القطب في المجال الكهربائي. ضع في اعتبارك ثنائي القطب مع لحظة في مجال كهربائي (الشكل 11.3). طاقة الشحنة الموجبة هي (1) ، وطاقة الشحنة السالبة هي (2). من هنا نحصل على طاقة ثنائي القطب

أين الزاوية بين و. كما هو متوقع ، تصبح الطاقة أصغر حيث تصطف ثنائيات الأقطاب على طول الحقل. الآن ، باستخدام طرق الميكانيكا الإحصائية ، سنكتشف مدى قوة محاذاة ثنائيات القطب. بوصة. 40 (العدد 4) وجدنا أنه في حالة التوازن الحراري ، يكون العدد النسبي للجزيئات ذات الطاقة الكامنة متناسبًا مع

أين هي الطاقة الكامنة كدالة للموقف. باستخدام نفس الحجج ، يمكننا القول أنه إذا كانت الطاقة الكامنة كدالة للزاوية لها الشكل (11.14) ، فإن عدد الجزيئات في الزاوية لكل وحدة زاوية صلبة يتناسب مع.

الشكل 11.3. طاقة ثنائي القطب في الحقل.

بافتراض عدد الجزيئات لكل وحدة زاوية صلبة موجهة بزاوية تساوي ، لدينا

. (11.16)

بالنسبة إلى درجات الحرارة والحقول العادية ، يكون الأس صغيرًا ، وبتوسيع الأس ، يمكننا استخدام التعبير التقريبي

(11.17)

أوجد بدمج (11.17) على كل الزوايا ؛ يجب أن تكون النتيجة مساوية ، أي عدد الجزيئات لكل وحدة حجم. القيمة المتوسطة عند التكامل مع جميع الزوايا هي صفر ، وبالتالي فإن التكامل هو ببساطة ضرب الزاوية الصلبة الكاملة. نحن نحصل

من (11.17) يمكن ملاحظة أنه سيتم توجيه المزيد من الجزيئات على طول المجال () مقارنة بالمجال (). لذلك ، في أي حجم صغير يحتوي على العديد من الجزيئات ، سيكون هناك إجمالي عزم ثنائي القطب لكل وحدة حجم ، أي الاستقطاب. لحساب ، تحتاج إلى معرفة مجموع المتجه لجميع العزوم الجزيئية لكل وحدة حجم. نعلم أن النتيجة سيتم توجيهها على طول ، لذلك نحتاج فقط إلى جمع المكونات في هذا الاتجاه (المكونات المتعامدة مع الصفر):

يمكننا تقدير المجموع بالتكامل على التوزيع الزاوي. الزاوية الصلبة المقابلة لـ ، هي ؛ من هنا

(11.19)

بالتعويض بدلاً من التعبير عنها من (11.17) ، لدينا

,

الذي يتكامل بسهولة ويؤدي إلى النتيجة التالية:

يتناسب الاستقطاب مع المجال ، لذا فإن خصائص العزل ستكون طبيعية. أيضًا ، كما نتوقع ، يتناسب الاستقطاب عكسياً مع درجة الحرارة لأنه في درجات الحرارة المرتفعة ، تؤدي الاصطدامات إلى كسر المحاذاة أكثر. هذا النوع من التبعية يسمى قانون كوري. يظهر مربع اللحظة الثابتة للسبب التالي: في مجال كهربائي معين ، تعتمد قوة المحاذاة عليه ، ومتوسط ​​اللحظة التي تحدث أثناء المحاذاة يتناسب مرة أخرى مع. متوسط ​​العزم المستحث يتناسب مع.

الآن دعونا نرى مدى توافق المعادلة (11.20) مع التجربة. لنأخذ بخار الماء. نظرًا لأننا لا نعرف ما يساوي ، فلا يمكننا الحساب مباشرة ، ولكن المعادلة (11.20) تتوقع أنه يجب أن يتغير عكسياً مع درجة الحرارة ، ويجب علينا التحقق من ذلك ..) في الشكل. 11.4 رسمنا القيم المقاسة كدالة لـ. إن الاعتماد الذي تنبأت به الصيغة (11.21) يتم إرضاءه جيدًا.

الشكل 11.4. القيم المقاسة لثابت العزل الكهربائي لبخار الماء عند درجات حرارة مختلفة.

هناك ميزة أخرى لسماحية الجزيئات القطبية - تغيرها حسب تردد المجال الخارجي. نظرًا لحقيقة أن الجزيئات لديها لحظة من القصور الذاتي ، فإنها تستغرق وقتًا معينًا للجزيئات الثقيلة لتتحول في اتجاه المجال. لذلك ، إذا تم استخدام ترددات من نطاق الموجات الدقيقة العلوي أو من نطاق أعلى ، فإن المساهمة القطبية في السماحية تبدأ في الانخفاض ، نظرًا لأن الجزيئات ليس لديها وقت لمتابعة المجال. في المقابل ، يظل الاستقطاب الإلكتروني دون تغيير حتى الترددات الضوئية ، لأن القصور الذاتي للإلكترون أصغر.

الاستقطاب

الاستقطاب

الذرات ، الأيونات ، الجزيئات ، قدرة هذه h-c على اكتساب p (انظر DIPOLE) في الكهرباء. E. ظهور p يرجع إلى إزاحة الكهرباء. رسوم في. أنظمة تحت تأثير المجال E ؛ تختفي هذه اللحظة المستحثة p عند إيقاف تشغيل الحقل ؛ لا يشير مفهوم P. ​​، كقاعدة عامة ، إلى الأشخاص الذين لديهم منشور. العزم ثنائي القطب ، على سبيل المثال. للجزيئات القطبية.

في الحقول الضعيفة نسبيًا ، يكون اعتماد p على E خطيًا:

حيث يحتوي a على حجم ، yavl. كميات. قياس P. ويسمى. أيضًا P. بالنسبة لبعض الجزيئات ، قد تعتمد قيمة P. على اتجاه E (متباين الخواص P.). في الحقول القوية ، يتوقف الاعتماد على p (E) عن كونه خطيًا.

في f-le (1) E- كهربائي. الحقل في موقع h-tsy ، أي الحقل المحلي ؛ بالنسبة لـ h-tsy المعزول ، فإنه يتزامن مع ext. حقل إفنيش. في سائل أو بلوري ، يضاف Eint إلى Evnesh ، الذي تم إنشاؤه بواسطة الشحنات المحيطة لـ at. ح- ts.

عندما يتم تشغيل الحقل ، لا يظهر p على الفور ؛ يعتمد إنشاء اللحظة p على طبيعة p-c والبيئة. ثابتة الحقل ثابت. القيمة P. في الحقل المتغير E ، على سبيل المثال. يتغير بشكل متناغم. القانون ، P. يعتمد على تردده w ووقت الاستقرار t. عند انخفاض w وقصير t بشكل كافٍ ، يتم ضبط اللحظة p في الطور مع التغييرات في E و P. تتزامن مع ثابت. P. عند ارتفاع w وكبير ، قد لا تظهر اللحظة p على الإطلاق (الشخص "لا يشعر" بالمجال). في الحالات الوسيطة (خاصة عند w »1 / t) ، لوحظت ظاهرتا التشتت والامتصاص.

يميز عدة. أنواع P. الإلكترونية ويرجع ذلك إلى التحول في المجال E من قذائف الإلكترون بالنسبة إلى. نوى؛ وحوالي n و I P. (في البلورات الأيونية) - مع تحول في اتجاهين متعاكسين للأيونات المعاكسة من موضع التوازن ؛ الذري P. يرجع إلى تحول في جزيء الذرات من أنواع مختلفة (يرتبط بالتوزيع غير المتماثل لكثافة الإلكترون في الجزيء). اعتماد درجة الحرارة لهذه الأنواع من P. ضعيف: مع زيادة درجة حرارة P. ، عدة. النقصان.

في تلفزيون الفيزياء. والعوازل السائلة تحت P. فهم cf. P. (استقطاب العوازل P ، محسوبًا لكل ساعة ولكل وحدة من شدة المجال الكهربائي: a \ u003d P / EN ، حيث N هو عدد الساعات لكل وحدة حجم). ودعا P. العوازل القطبية. ori e n t a t i o n n o y. يمكن وصف استقطاب العوازل الكهربائية أثناء التحولات المفاجئة لملفها من واحد إلى آخر تحت تأثير المجال E عن طريق إدخال استقطاب الاسترخاء. ومن السمات المميزة لهذه الأنواع من الاستقطاب اعتمادها الحاد على درجة الحرارة.

مفهوم "P." طلبًا في فيزياء العوازل ، كما يقولون. الفيزياء والكيمياء. بالنسبة للأنظمة البسيطة نسبيًا ، فإن الاتصال بين P. و macroscopic. تم وصف har-kami in-va ، على سبيل المثال. لصيغة P. أو Lorentz - Lorentz أو صيغة Clausius - Mossotti الإلكترونية ، مع مراعاة صيغة P. - Langevin - Debye التوجيهية. بمساعدة هذه وما شابهها f-l ، من الممكن تحديد P. مفهوم "P." تجريبيا. تستخدم لشرح ودراسة بعض البصريات. الظواهر (استقطاب الضوء ، تشتت الضوء ، النشاط البصري ، تشتت رامان للضوء) ، وكذلك التفاعلات بين الجزيئات ، خاصة في أنظمة الجزيئات متعددة الذرات (على وجه الخصوص ، البروتينات).

قاموس موسوعي فيزيائي. - م: الموسوعة السوفيتية. . 1983 .

الاستقطاب

الذرات والأيونات والجزيئات - قدرة هذه الجسيمات على الحصول على الكهرباء. عزم ثنائي الاقطاب ص . في الكهرباء مجال ه . في الكهرباء في المجال ، يتم إزاحة الشحنات التي تتكون منها الذرات (الجزيئات والأيونات) واحدة بالنسبة إلى الأخرى - يبدو الجسيم مستحثًا. العزم ثنائي القطب ، والذي يختفي عند إيقاف تشغيل الحقل. لا يُنسب مفهوم P. ​​، كقاعدة عامة ، إلى جسيمات ذات عزم ثنائي القطب ثابت (على سبيل المثال ، إلى الجزيئات القطبية). في حالة كهربائية ضعيفة نسبيًا مجالات

المعامل يسمى أيضا P. ، هو كميتها. قياس (له أبعاد الحجم). للأنظمة الذرية ، على سبيل المثال. بعض الجزيئات P. يمكن أن تكون متباينة الخواص. في هذه الحالة ، تكون التبعية أكثر تعقيدًا:

حيث - متماثل المرتبة الثانية ، أنا,

ص (هـ) لم يعد خطيًا.

للعزلة أناالجسيم (على سبيل المثال ، غاز مخلخل) ، تتطابق قيمة شدة المجال (المجال في موقع الجسيم) مع قوة الخارج. المجال بالنسبة لجزيئات السائل أو البلورة ، يضاف k إلى - المجال الناتج عن شحنات الجسيمات الأخرى المحيطة بالجزيء المعطى (المجال المحلي).

عندما يتم تشغيل الحقل ، لحظة ص . لا تظهر على الفور تسوية الوقت ص لكل نوع من الجسيمات يختلف باختلاف الفيزيائية. وتتميز الطبيعة بوقت الاسترخاء

نائب. تم تطبيق مفهوم القطبية في فيزياء المواد العازلة. هنا يحدد استقطاب الوسط R ،عازل عازلة القابلية. النفاذية في أبسط الحالات

(يتم أخذ المبلغ على الكل نالجسيمات لكل وحدة حجم). يستخدم مفهوم P. ​​في فيزياء الجزيئات والفيزيائية. كيمياء. نتائج القياس صوالبصرية تحتوي خصائص الوسيط دائمًا على معلومات حول P. من الجسيمات المكونة له.

حالة الاستاتيكية مجالات ه يستجيب بشكل ثابت. قيمة P. ، وهي إحدى الخصائص الفردية المهمة للجسيمات. في AC مجال ه (على سبيل المثال ، في أبسط الحالات ، التبعيات التوافقية ه يعتمد على تواتر تذبذبات المجال ومن الملائم تمثيله على أنه كمية معقدة:

تعتمد السمة المحددة لسلوك P. في مثل هذا المجال بشكل أساسي على وقت الاسترخاء. عند الترددات المنخفضة بما فيه الكفاية واللحظات القصيرة ص تم تعيينه في طور تقريبًا مع التغيير في المجال. عند عزم دوران مرتفع جدًا أو كبير ص قد لا يحدث على الإطلاق ؛ الجسيم "لا يشعر" بوجود المجال ، P. غائب. في الحالات الوسيطة (خاصة عند) ، تُلاحظ ظاهرتا التشتت والامتصاص ، ويكون الاعتماد واضحًا وفي بعض الأحيان معقدًا للغاية.

هناك الأنواع التالية من P.

يعود P. الإلكترونية إلى تحول في المجال ه . قذائف الإلكترون نسبة إلى النوى الذرية. قيمة الذرات والأيونات هي من حيث الحجم كما. تحدث P. الإلكترونية في جميع الذرات والأنظمة الذرية ، ولكن في بعض الحالات يمكن إخفاءها نظرًا لصغر حجمها بواسطة أنواع أخرى أقوى من P.

أيوني P. في البلورات الأيونية يرجع إلى الإزاحة المرنة في المجال هالأيونات ذات الأسماء المتقابلة من مواقع توازنها في اتجاهات متعاكسة بالنسبة لبعضها البعض. في أبسط حالة من البلورات الأيونية من نوع كلوريد الصوديوم ، الكمية

حيث - كتل الأيونات - الخاصة بهم - الخاصة. تردد التذبذبات المرنة لأيونات البلورة (الفرع البصري) ، - تردد الخارجي. الحقول (للحقول الثابتة = 0). وقت الاسترخاء ج (تردد الاسترخاء = يقع في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف).

الجزيئات الذرية P. ناتجة عن الإزاحة في المجال هذرات من أنواع مختلفة في الجزيء (بسبب التوزيع غير المتماثل لكثافة الإلكترون في الجزيء). يتكون هذا النوع من P. في بعض الأحيان ، يُطلق على الذرات P. أيضًا اسم P. ، ويرتبط ذلك بإزاحة الإلكترونات التي توفر روابط تساهمية في بلورات مثل الماس (Ge ، Si). الاعتماد على درجة الحرارة لجميع هذه الأنواع من P. ضعيف بشكل خاص (مع زيادة تيالعنصر ينقص قليلاً).

في فيزياء العوازل ، ترتبط جميع أنواع الاستقطاب بنوع أو نوع آخر من الاستقطاب. من أهمها التوجيه والاسترخاء. السمة المميزة لهذه الأنواع من P. هي الاعتماد الحاد على درجة الحرارة ، مما يجعل من الممكن التمييز بينها أثناء التجارب. تعريفات.

تم تقديم الاتجاه P. للعوازل القطبية (الغازات والسوائل) التي تتكون من جزيئات مع وظيفة. لحظات ثنائية القطب ، وكذلك بالنسبة للبلورات ، حيث يمكن أن تدور اللحظات ثنائية القطب. إذا كان العازل يتكون من جزيئات متطابقة لها عزم ثنائي القطب ص 0 ، ثم التوجه. يُعرّف P. بأنه cf. قيمة الاستقطاب ف =ذات صلة بجزيء واحد ( ص 0 ه ط- إسقاط عزم الجزيء على اتجاه المجال ه) ،بمعنى آخر.

التوجه في الميدان همنزعج من الحركة الحرارية ، لذلك يعتمد بشدة على درجة الحرارة:

الاسترخاء P. (حراري ؛)

يتم تقديمه عادةً للبلورات الأيونية ، حيث يكون للأيونات المرتبطة ضعيفًا موقعان (أو أكثر) من مواضع التوازن ، والتي في الحقل هتصبح محتملة بشكل غير متساو ، مما يؤدي إلى ظهور استقطاب للوسط وبالتالي إلى إمكانية إدخال متوسط ​​(بواسطة) P. الحساب (أكده التجربة) يعطي: بهي المسافة بين مواضع توازن الأيونات.

بالنسبة لهذه الأنواع من P. ، تقع القيم في نطاق واسع وتعتمد بشكل كبير على درجة الحرارة وغيرها من العوامل الخارجية. الظروف. في حالة المجالات المتغيرة وتعتمد على تحويلة التردد. الحقول بنفس الطريقة مثل الأنواع الأخرى 11. عند النظر في استقطاب العوازل الكهربائية غير المتجانسة ، لا يتم استخدام مفهوم الاستقطاب عادة.

في الأدبيات المتعلقة بفيزياء العوازل ، يُطلق على P. أحيانًا اسم. معامل في الرياضيات او درجة التناسب بين صو هـ (ص=ه) ،أي عازلة. قابلية.

بالنسبة للأنظمة البسيطة نسبيًا ، العلاقة بين P. الإلكترونية والعيانية. يتم وصف خصائص المادة لورينز- صيغة لورنتزأو كلوسيوس- صيغة mossottiومراعاة - لانجفيبا- صيغة ديبايوتعديلاتها المتطورة. هذه التبعيات هي أساس exierim. التعاريف يتم تحديد Ionic P. بواسطة f-lams من النوع (2). مقارنة تجريبية ونظرية. بيانات لامتصاص وتشتت e-mag. موجات عازلة. الخسائر ، وما إلى ذلك ، يعطي معلومات حول كل من P. وحول مسار تغييراته مع تواتر خارجي. مجالات. غالبًا ما يتم تحديد الخصائص (والتأثيرات التي تظهر فيها) للعديد من الجزيئات وأنظمتها (على وجه الخصوص ، متباينة الخواص) من خلال P. و P. من الجسيمات المكونة لها. ومن الأمثلة على هذه الخصائص والتأثيرات تشتت الضوء (بما في ذلك Raman) والبصري. ، تأثير Ker-ra ، إلخ. ترتبط دراسة P. ونظريتها ارتباطًا وثيقًا بدراسة التفاعلات بين الجزيئات ، وهيكل الجزيئات ، وخاصة تلك المعقدة مثل البروتينات على وجه الخصوص.

في الكهرباء القوية تبعية الحقول ص (هـ) يصبح غير خطي (انظر الحساسيات غير الخطية).

موسوعة فيزيائية. في 5 مجلدات. - م: الموسوعة السوفيتية. رئيس التحرير أ.م.بروخوروف. 1988 .

شاهد ما هو "الاستقطاب" في القواميس الأخرى:

الاستقطاب هو الخاصية الفيزيائية للمواد للحصول على عزم كهربائي أو مغناطيسي ثنائي القطب (استقطاب) في مجال كهرومغناطيسي خارجي (انظر مقالة استقطاب المواد العازلة). يستخدم مصطلح الاستقطاب أيضًا لـ ... ... ويكيبيديا

قدرة الذرات والأيونات والجزيئات في المجال الكهربائي E على اكتساب عزم ثنائي القطب p: p =؟ E. عامل التناسب؟ وتسمى أيضًا قابلية الاستقطاب ... قاموس موسوعي كبير

الاستقطاب- خاصية تغيير قوة المجال الكهربائي تحت تأثير المجال الكهربائي المطبق. [ل.م. نيفدييف. تقنيات الاتصالات. الإنجليزية الروسية القاموس التوضيحي الكتاب المرجعي. حرره Yu.M. جورنوستيف. موسكو ، 2002] ... دليل المترجم الفني

قدرة الذرات والأيونات والجزيئات في المجال الكهربائي E على اكتساب عزم ثنائي القطب p: p = αE. يسمى عامل التناسب α أيضًا بقابلية الاستقطاب. * * * استقطاب الاستقطاب ، قدرة الذرات والأيونات والجزيئات على ... ... قاموس موسوعي

الاستقطاب- poliarizuojamumas status as T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis، apibūdinantis polinių molekulių orientaciją elektriniame lauke. atitikmenys: engl. الاستقطاب vok. Polarisierbarkeit، f rus. قابلية الاستقطاب ، fpranc ...…

الاستقطاب- poliarizuojamumas status as T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos gebėjimas poliarizuotis. atitikmenys: engl. الاستقطاب vok. Polarisierbarkeit، f rus. الاستقطاب ، و pranc. بولاريسابيليت ، و ... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

لحظة ديبول من الجزيئات

الخصائص الكهربائية والمغناطيسية للجزيئات

الهيدروجين بوند

رابطة الهيدروجين وسيطة بين قوى التفاعل الجزيئية والكيميائية. يتم إنشاء هذه الرابطة الغريبة بين ذرة الهيدروجين ، والتي لها سمات مميزة من جميع الذرات الأخرى. إعطاء إلكترونها لتكوين رابطة ، فإنه يبقى على شكل نواة (بروتون) بدون إلكترون ، أي على شكل جسيم قطره أصغر ألف مرة من أقطار الذرات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لغياب الإلكترونات فيه ، لا يتعرض أيون H + للتنافر من غلاف الإلكترون لذرة أخرى ، بل ينجذب إليه. هذا يسمح لها بالاقتراب من الذرات الأخرى ، والتفاعل مع إلكتروناتها ، بل والتطفل على غلافها الإلكتروني. لذلك ، في السوائل ، لا يتم حفظ أيون الهيدروجين كجسيم مستقل ، ولكنه يرتبط بجزيئات المواد الأخرى. في الماء ، يرتبط بجزيئات H 2 O ، مكونًا أيونات الهيدرونيوم H 3 O + ، مع جزيئات الأمونيا NH 4 +.

رابطة الهيدروجين ، كما كانت ، هي الجانب الثاني من التكافؤ لذرة الهيدروجين.

قوة الرابطة ¸ 20-30 كيلوجول / مول

تلعب رابطة الهيدروجين دورًا مهمًا جدًا في بنية الماء والجليد.

طول الرابطة الهيدروجينية تساهمية = 0.99 درجة ، وطول رابطة الهيدروجين 1.76 درجة.

عندما يذوب الجليد ، يتم تدمير الروابط الهيدروجينية ، وعند تسخينها يحدث التمدد. يؤدي تدمير روابط الهيدروجين إلى انخفاض في الحجم ، ونتيجة لذلك ، تمر كثافة الماء بحد أقصى عند 4 درجات مئوية.

عندما لا تتطابق مراكز جاذبية الشحنات الكهربائية في الجزيء ، تنشأ أقطاب كهربائية - موجبة وسالبة. تسمى هذه الجزيئات القطبية. نظام من شحنتين متعاكستين متطابقتين يسمى ثنائي القطب.

مقياس القطبية هو قيمة العزم ثنائي القطب م ، وهو حاصل ضرب الشحنة q والمسافة ل

بالترتيب من حيث الحجم ، فإن العزم ثنائي القطب يساوي شحنة الإلكترون مضروبة في المسافة (10-10 el.st.ed.´ 10-8 سم) ، أي 10-18 el.st.ed.cm ويساوي 1 ديبي.

إذا كان هناك العديد من الروابط القطبية في جزيء ما ، فإن العزم الكلي يساوي مجموع المتجه للحظات ثنائية القطب للروابط الفردية

التغييرات المختلفة التي تخضع لها الجزيئات تحت تأثير مجال كهربائي خارجي عليها تسمى الاستقطاب. هناك استقطابات توجيهية وذرية وإلكترونية.

يمثل الاستقطاب الموجه اتجاه الجزيئات القطبية في الفضاء وفقًا لاتجاه المجال الكهربائي الخارجي. مع زيادة درجة الحرارة ، ينخفض ​​الاستقطاب التوجيهي.

يشير الاستقطاب الذري إلى الإزاحة النسبية للذرات التي يتكون منها الجزيء. يميز إزاحة النوى موجبة الشحنة بالنسبة للقطب السالب.

مع الاستقطاب الإلكتروني ، يتم تهجير الإلكترونات بالنسبة لنواة الذرة.

لا تعتمد الاستقطاب الذري والإلكتروني على درجة الحرارة. يُطلق على مجموع الاستقطابات الإلكترونية والذرية والتوجيهية الاستقطاب الكلي أو المولي.

R \ u003d R a + R e + R op \ u003d R op + R d

ص د \ u003d R أ + ص هـ

مجموع الاستقطاب الذري والإلكتروني يسمى تشوه الاستقطاب.

عندما تتفاعل الجزيئات مع المجالات الكهرومغناطيسية ، لا سيما مع الضوء المرئي (l = 4000-8000 A) ، لا تنشأ الاستقطاب الذري والتوجيهي ، لأن الذرات ليس لديها الوقت للتحرك بنفس سرعة حدوث اهتزازات الضوء. تستجيب الإلكترونات للاهتزازات الضوئية. في هذه الحالة ، فإن الاستقطاب المولي يساوي فقط الاستقطاب الإلكتروني ويسمى الانكسار المولي

الانكسار المولي له خصائص مضافة وهو ثابت مميز لمادة معينة.

تُستخدم إضافة الانكسار لتوضيح بنية الجزيئات العضوية.

R m = å n Ri ، حيث n هو عدد الذرات

Ri - زيادات الانكسار المولي

CH 3 -CH 2-COOH - حمض البروبيونيك

R م \ u003d 3Rc + 6Rn + Ro-hydrox + Ro-carbox =

3 × 2.418 + 6 × 1.10 + 1.325 + 2.211 = 17.59 سم 3 / جم في

تعطي التجربة 17.68 سم 3 / جم-آت.