Khái niệm về tính chất điện môi của phân tử. Sự phân cực của các phân tử

Trong điện trường, một ion hoặc một phân tử bị biến dạng, tức là trong chúng có sự chuyển vị tương đối của hạt nhân và electron. Khả năng biến dạng này của các ion và phân tử được gọi là khả năng phân cực. Vì các electron của lớp bên ngoài ít bị ràng buộc mạnh nhất trong nguyên tử, nên chúng trải qua sự dịch chuyển ngay từ đầu.

Tính phân cực của anion thường cao hơn nhiều so với cation.

Với cấu trúc lớp vỏ electron giống nhau, độ phân cực của ion giảm khi điện tích dương tăng, chẳng hạn trong dãy:

Đối với các ion của các chất tương tự điện tử, độ phân cực tăng theo số lớp điện tử, ví dụ: hoặc
.

Khả năng phân cực của các phân tử được xác định bởi khả năng phân cực của các nguyên tử cấu thành của chúng, cấu hình hình học, số lượng và bội số của liên kết, v.v. Kết luận về khả năng phân cực tương đối chỉ có thể xảy ra đối với các phân tử có cấu tạo tương tự khác nhau bởi một nguyên tử. Trong trường hợp này, sự khác biệt về khả năng phân cực của các phân tử có thể được đánh giá từ sự khác biệt về khả năng phân cực của các nguyên tử.

Điện trường có thể được tạo ra bởi cả điện cực tích điện và ion. Như vậy, bản thân ion có thể gây tác dụng phân cực (phân cực) lên các ion hoặc phân tử khác. Hiệu ứng phân cực của một ion tăng lên khi điện tích của nó tăng và bán kính của nó giảm.

Tác dụng phân cực của anion thường ít hơn nhiều so với tác dụng của cation. Điều này là do kích thước lớn của anion so với cation.

Các phân tử có tác dụng phân cực nếu chúng có cực; hiệu ứng phân cực càng cao thì momen lưỡng cực của phân tử càng lớn.

Khả năng phân cực tăng trong chuỗi, bởi vì. bán kính tăng và điện trường tạo bởi ion giảm.

liên kết hydro

Liên kết hydro là một loại liên kết hóa học đặc biệt. Được biết, các hợp chất của hydro với các phi kim có độ âm điện mạnh như F, O, N có nhiệt độ sôi cao bất thường. Nếu trong chuỗi H 2 Te - H 2 Se - H 2 S, điểm sôi giảm tự nhiên, thì trong quá trình chuyển đổi từ H 2 S sang H 2 O, có một bước nhảy mạnh đến mức tăng nhiệt độ này. Hình ảnh tương tự được quan sát thấy trong chuỗi axit hydrohalic. Điều này cho thấy sự hiện diện của một tương tác cụ thể giữa các phân tử H 2 O và phân tử HF. Một tương tác như vậy sẽ cản trở sự tách biệt của các phân tử với nhau, tức là giảm độ bay hơi của chúng, và do đó, làm tăng điểm sôi của các chất tương ứng. Do sự khác biệt lớn về ER, các liên kết hóa học H–F, H–O và H–N bị phân cực mạnh. Do đó, nguyên tử hydro có điện tích hiệu dụng dương (δ +) và các nguyên tử F, O và N có mật độ electron vượt quá và chúng tích điện âm ( -). Do lực hút Coulomb, một nguyên tử hydro tích điện dương của một phân tử tương tác với một nguyên tử âm điện của một phân tử khác. Do đó, các phân tử bị hút vào nhau (các chấm đậm biểu thị liên kết hydro).

hydrođược gọi là liên kết như vậy, được hình thành nhờ một nguyên tử hydro, là một phần của một trong hai hạt được kết nối (phân tử hoặc ion). Năng lượng liên kết hydro ( 21–29 kJ/mol hoặc 5–7 kcal/mol) xấp xỉ ít hơn 10 lần năng lượng của một liên kết hóa học thông thường. Chưa hết, liên kết hydro gây ra sự tồn tại trong các cặp phân tử dimeric (H 2 O) 2, (HF) 2 và axit formic.

Trong dãy liên kết các nguyên tử HF, HO, HN, HCl, HS năng lượng liên kết hiđro giảm dần. Nó cũng giảm khi nhiệt độ tăng, vì vậy các chất ở trạng thái hơi chỉ thể hiện liên kết hydro ở một mức độ nhỏ; nó là đặc trưng của các chất ở trạng thái lỏng và rắn. Các chất như nước, nước đá, amoniac lỏng, axit hữu cơ, rượu và phenol được liên kết thành chất điều chỉnh độ sáng, chất kết dính và polyme. Ở trạng thái lỏng, dimer ổn định nhất.

Cơm. 35. Sự phân cực của phân tử không phân cực trong điện trường

Xem xét ở trên cấu trúc của các phân tử phân cực và không phân cực, chúng tôi xuất phát từ thực tế là không có lực điện nào tác dụng lên các phân tử này từ bên ngoài. Ảnh hưởng của cái sau có thể thay đổi đáng kể cấu trúc bên trong của các phân tử và do đó, tính chất của chúng. Cụ thể, dưới tác dụng của điện trường ngoài, các phân tử vốn không phân cực tạm thời chuyển thành phân cực.

Thật vậy, hãy tưởng tượng rằng một phân tử không phân cực được đặt giữa hai bản tụ điện (Hình 35). Rõ ràng, điện tích của các bản sẽ ảnh hưởng đến sự phân bố điện tích bên trong phân tử: các hạt nhân mang điện tích dương sẽbị hút về bản âm và các êlectron về bản dương.

Kết quả là, sẽ có sự dịch chuyển của các electron so với hạt nhân, và nếu trước đó trọng tâm của các điện tích dương và âm trùng nhau, thì bây giờ chúng sẽ phân tán và phân tử sẽ trở thành một lưỡng cực với một số momen lưỡng cực. Hiện tượng như vậy được gọi là sự phân cực của phân tử và lưỡng cực thu được được gọi là cảm ứng hoặc cảm ứng. Khi trường bên ngoài bị loại bỏ, lưỡng cực biến mất và phân tử lại trở thành không phân cực. Giống như các phân tử, các ion cũng bị phân cực trong điện trường (Hình 36).

Cơm. 36. Sự phân cực của ion trong điện trường

Mỗi ion mang một điện tích, do đó, chính nó đồng thời là nguồn điện trường. Do đó, trong các phân tử bao gồm các ion tích điện trái dấu, các ion sau phân cực lẫn nhau: ion tích điện dương kéo các electron của ion tích điện âm về phía mình, trong khi ion âm đẩy các electron của ion dương (Hình 37). Có sự biến dạng của các ion, tức là, sự thay đổi cấu trúc của lớp vỏ electron của chúng. Do đó, cấu trúc của các ion liên kết thành một phân tử phải khác biệt đáng kể so với cấu trúc của các ion tự do.

Tác dụng phân cực của một ion càng mạnh, điện tích của nó càng lớn và với cùng một điện tích, nó tăng nhanh khi bán kính của ion giảm; ngược lại, khả năng biến dạng của ion trở nên nhỏ hơn trong trường hợp này. Vì các ion dương nói chung nhỏ hơn các ion âm, với sự phân cực lẫn nhau của hai ion trong cùng một phân tử, nên chủ yếu là ion âm bị biến dạng (Hình 38).

Một hiệu ứng phân cực mạnh được tạo ra bởi một ion hydro dương, là một hạt nhân (proton) hoàn toàn không có electron, có bán kính rất nhỏ. Do không có lớp vỏ điện tử, proton không chịu lực đẩy từ các ion âm và có thể tiếp cận chúng ở khoảng cách rất gần.

Cơm. 37. Sơ đồ phân cực lẫn nhau của các ion

Sự biến dạng của ion âm gây ra bởi phương pháp này dẫn đến việc đưa một proton vào lớp vỏ electron của ion âm, tức là, dẫn đến sự hình thành liên kết cộng hóa trị.

Việc nghiên cứu các hiện tượng biến dạng của lớp vỏ electron của các ion giúp có thể thâm nhập sâu hơn vào cấu trúc của các hợp chất hóa học và giải thích một số tính chất vật lý và hóa học của chúng. Ví dụ, sự biến dạng không đồng đều của các ion âm giải thích sự khác biệt về momen lưỡng cực của các phân tử có cấu tạo tương tự như HCl, HBr và HJ, sự không ổn định của một số axit và muối, và một số hiện tượng hóa học khác. Một mối quan hệ chặt chẽ cũng đã được thiết lập giữa sự biến dạng của các ion và màu sắc của các muối tương ứng.

Bạn đang đọc bài viết với chủ đề Sự phân cực của phân tử và ion

Bây giờ hãy xem xét một phân tử có momen lưỡng cực vĩnh viễn, chẳng hạn như nước. Trong trường hợp không có điện trường, các lưỡng cực riêng lẻ chỉ theo các hướng khác nhau, do đó tổng mômen trên một đơn vị thể tích bằng không. Nhưng nếu một điện trường được đặt vào, hai điều sẽ xảy ra ngay lập tức: thứ nhất, một mômen lưỡng cực bổ sung được tạo ra do các lực tác dụng lên các electron; phần này dẫn đến khả năng phân cực điện tử tương tự mà chúng tôi đã tìm thấy đối với một phân tử không phân cực. Trong một nghiên cứu rất chính xác, tất nhiên, hiệu ứng này phải được tính đến, nhưng tạm thời chúng ta sẽ bỏ qua nó. (Nó luôn có thể được thêm vào cuối.) Thứ hai, điện trường có xu hướng sắp xếp các lưỡng cực riêng lẻ, tạo ra một mômen ròng trên một đơn vị thể tích. Nếu tất cả các lưỡng cực được xếp thành hàng trong chất khí, thì sự phân cực sẽ rất lớn, nhưng điều này không xảy ra. Ở nhiệt độ bình thường và cường độ trường, sự va chạm của các phân tử trong quá trình chuyển động nhiệt của chúng không cho phép chúng xếp hàng đúng cách. Nhưng một số sự thẳng hàng vẫn xảy ra, và do đó có một chút phân cực (Hình 11.2). Sự phân cực kết quả có thể được tính toán bằng các phương pháp cơ học thống kê được mô tả trong Chương. 40 (số 4).

Nhân vật. 11.2. Trong chất khí của các phân tử phân cực, các momen riêng lẻ định hướng ngẫu nhiên, momen trung bình trong một thể tích nhỏ bằng không (a); dưới tác dụng của điện trường, trung bình xảy ra một số sự sắp xếp của các phân tử (b).

Để sử dụng phương pháp này, người ta cần biết năng lượng của lưỡng cực trong điện trường. Xét một lưỡng cực có mômen trong điện trường (Hình 11.3). Năng lượng của điện tích dương là (1) và năng lượng của điện tích âm là (2). Từ đây chúng ta có được năng lượng của lưỡng cực

đâu là góc giữa và . Đúng như dự đoán, năng lượng sẽ nhỏ hơn khi các lưỡng cực xếp hàng dọc theo trường. Bây giờ, sử dụng các phương pháp của cơ học thống kê, chúng ta sẽ tìm hiểu mức độ thẳng hàng của các lưỡng cực. Trong ch. 40 (đề 4) ta nhận thấy ở trạng thái cân bằng nhiệt số tương đối của phân tử có thế năng tỉ lệ thuận với

trong đó thế năng là một hàm của vị trí. Sử dụng các lập luận tương tự, chúng ta có thể nói rằng nếu thế năng là một hàm của góc có dạng (11.14), thì số lượng phân tử ở góc trên một đơn vị góc của chất rắn tỷ lệ với .

Hình 11.3. Năng lượng của lưỡng cực trong trường là .

Giả sử số lượng phân tử trên một đơn vị góc rắn hướng vào một góc bằng , chúng ta có

. (11.16)

Đối với nhiệt độ và trường thông thường, số mũ nhỏ và bằng cách mở rộng số mũ, chúng ta có thể sử dụng biểu thức gần đúng

(11.17)

Tìm bằng tích phân (11.17) trên mọi góc; kết quả phải bằng , tức là số phân tử trên một đơn vị thể tích. Giá trị trung bình khi lấy tích phân trên tất cả các góc bằng 0, vì vậy tích phân chỉ đơn giản là , nhân với toàn bộ góc khối . Chúng tôi nhận được

Từ (11.17) có thể thấy rằng nhiều phân tử sẽ được định hướng dọc theo trường () hơn là ngược với trường (). Do đó, trong bất kỳ một thể tích nhỏ nào chứa nhiều phân tử, sẽ có một momen lưỡng cực tổng trên một đơn vị thể tích, tức là phân cực . Để tính toán, bạn cần biết tổng vectơ của tất cả các mômen phân tử trên một đơn vị thể tích. Chúng tôi biết rằng kết quả sẽ được định hướng dọc theo , vì vậy chúng tôi chỉ cần tính tổng các thành phần theo hướng này (các thành phần vuông góc với , tổng bằng 0):

Chúng ta có thể ước tính tổng bằng cách lấy tích phân trên phân phối góc. Góc khối tương ứng với , là ; từ đây

(11.19)

Thay biểu thức của nó vào (11.17), ta có

được tích hợp dễ dàng và dẫn đến kết quả sau:

Sự phân cực tỷ lệ thuận với trường, vì vậy tính chất điện môi sẽ bình thường. Ngoài ra, như chúng ta mong đợi, sự phân cực tỷ lệ nghịch với nhiệt độ bởi vì, ở nhiệt độ cao hơn, va chạm phá vỡ sự liên kết nhiều hơn. Kiểu phụ thuộc này được gọi là định luật Curie. Bình phương của mômen không đổi xuất hiện vì lý do sau: trong một điện trường nhất định, lực căn chỉnh phụ thuộc vào , và mômen trung bình xảy ra trong quá trình căn chỉnh lại tỷ lệ với . Momen cảm ứng trung bình tỉ lệ thuận với .

Bây giờ hãy xem phương trình (11.20) phù hợp với thực nghiệm như thế nào. Hãy lấy hơi nước. Vì chúng ta không biết cái gì bằng, nên chúng ta không thể tính trực tiếp và , nhưng phương trình (11.20) dự đoán rằng nó sẽ thay đổi nghịch với nhiệt độ, và chúng ta nên kiểm tra điều này..) Trong Hình. 11.4, chúng tôi đã vẽ các giá trị đo được dưới dạng một hàm của . Sự phụ thuộc được dự đoán bởi công thức (11.21) được thỏa mãn tốt.

Hình 11.4. Các giá trị đo được của hằng số điện môi của hơi nước, ở một số nhiệt độ.

Có một đặc điểm nữa về độ thấm của các phân tử cực - sự thay đổi của nó tùy thuộc vào tần số của trường bên ngoài. Do thực tế là các phân tử có một mômen quán tính, phải mất một thời gian nhất định để các phân tử nặng quay theo hướng của trường. Do đó, nếu các tần số từ dải vi sóng trên hoặc từ dải thậm chí cao hơn được sử dụng, thì sự đóng góp cực vào độ điện môi bắt đầu giảm, vì các phân tử không có thời gian để đi theo trường. Ngược lại, độ phân cực của điện tử vẫn không thay đổi cho đến các tần số quang, vì quán tính của điện tử nhỏ hơn.

KHẢ NĂNG PHÂN TÍCH

Nguyên tử, ion, phân tử, khả năng của những h-c này để thu được p (xem Lưỡng cực) trong điện. E. Sự xuất hiện p là do có sự dịch chuyển của điện tích. phí tại. các hệ thống dưới tác động của trường E; một khoảnh khắc cảm ứng p như vậy biến mất khi tắt trường; khái niệm về P. theo quy luật không đề cập đến những người có bài đăng. ví dụ như momen lưỡng cực. đến các phân tử phân cực.

Trong các trường tương đối yếu, sự phụ thuộc của p vào E là tuyến tính:

trong đó a có âm lượng, yavl. số lượng. đo P. và được gọi. còn P. Đối với một số phân tử, giá trị của P. có thể phụ thuộc vào hướng của E (P. dị hướng). Trong các trường mạnh, sự phụ thuộc p(E) không còn tuyến tính.

Trong f-le (1) E- điện. trường tại vị trí của h-tsy, tức là trường cục bộ; đối với một h-tsy bị cô lập, nó trùng với ext. trường Evnesh; trong chất lỏng hoặc tinh thể, Eint được thêm vào Evnesh, được tạo ra bởi các điện tích xung quanh khác tại. h-ts.

Khi trường được bật, p không xuất hiện ngay lập tức, việc thiết lập thời điểm p phụ thuộc vào bản chất của p-c và môi trường. tĩnh trường là tĩnh. giá trị P. Ví dụ, trong trường biến E. thay đổi một cách hài hòa. Định luật P. phụ thuộc vào tần số w và thời gian ổn định t. Ở mức w đủ thấp và t ngắn, thời điểm p được thiết lập cùng pha với sự thay đổi của E và P. trùng với tĩnh. P. Ở mức w rất cao và t lớn, thời điểm p có thể hoàn toàn không phát sinh (người "không cảm thấy" trường). Trong các trường hợp trung gian (đặc biệt khi w » 1/t), hiện tượng phân tán và hấp thụ được quan sát thấy.

Phân biệt một số. các loại P. P điện tử là do sự dịch chuyển trong trường E của lớp vỏ electron so với at. hạt nhân; và về n và I P. (trong tinh thể ion) - với sự dịch chuyển ngược chiều của các ion trái dấu khỏi vị trí cân bằng; nguyên tử P. là do sự chuyển dịch trong phân tử của các loại nguyên tử khác nhau (có liên quan đến sự phân bố mật độ electron trong phân tử không đối xứng). Sự phụ thuộc nhiệt độ của các loại P. này yếu: với sự gia tăng nhiệt độ của P., một số. giảm.

Trong TV vật lý. và chất điện môi lỏng dưới P. hiểu cf. P. (sự phân cực của chất điện môi P, được tính trên một giờ và trên một đơn vị cường độ điện trường: a \u003d P / EN, trong đó N là số giờ trên một đơn vị thể tích). điện môi phân cực P. được gọi là. ori e n t a t i o n n o y. Sự phân cực của chất điện môi trong quá trình chuyển đổi đột ngột của f-ts của nó từ khả năng này sang khả năng khác dưới tác động của trường E có thể được mô tả bằng cách đưa ra phân cực thư giãn.

Khái niệm về "P." họ nói rằng đã nhận được ứng dụng trong vật lý của chất điện môi. vật lý và hóa học. Đối với các hệ thống tương đối đơn giản, mối liên hệ giữa P. và vĩ mô. har-kami in-va được mô tả chẳng hạn. đối với P. điện tử, công thức Lorentz - Lorentz hoặc công thức Clausius - Mossotti và có tính đến công thức P. - Langevin - Debye định hướng. Với sự trợ giúp của những f-l tương tự này, có thể xác định bằng thực nghiệm P. Khái niệm về "P." được sử dụng để giải thích và nghiên cứu một số quang học. các hiện tượng (phân cực ánh sáng, tán xạ ánh sáng, hoạt động quang học, tán xạ ánh sáng Raman), cũng như các tương tác giữa các phân tử, đặc biệt là trong các hệ phân tử đa nguyên tử (đặc biệt là protein).

Từ điển bách khoa vật lý. - M.: Bách khoa toàn thư Liên Xô. . 1983 .

KHẢ NĂNG PHÂN TÍCH

nguyên tử, ion và phân tử - khả năng thu điện của các hạt này. khoảnh khắc lưỡng cực P . trong điện đồng ruộng e . trong điện trường, các điện tích tạo nên các nguyên tử (phân tử, ion) bị dịch chuyển so với nhau - hạt xuất hiện cảm ứng. khoảnh khắc lưỡng cực, biến mất khi tắt trường. Khái niệm về P., như một quy luật, không được quy cho các hạt có momen lưỡng cực không đổi (ví dụ, đối với các phân tử phân cực). Trong điện tương đối yếu lĩnh vực

hệ số còn gọi là P., anh là đại gia của cô. đo (có thứ nguyên của thể tích). Ví dụ, đối với các hệ thống nguyên tử. một số phân tử, P. có thể dị hướng. Trong trường hợp này, sự phụ thuộc phức tạp hơn:

trong đó - bậc 2 đối xứng, tôi,

Thể dục) không còn tuyến tính.

cho bị cô lập tôi hạt thứ (ví dụ, khí hiếm), giá trị của cường độ trường (trường tại vị trí của hạt) trùng với cường độ bên ngoài. trường Đối với các hạt của chất lỏng hoặc tinh thể, k được thêm vào - trường được tạo bởi điện tích của các hạt khác xung quanh hạt đã cho (trường cục bộ).

Khi trường được bật, thời điểm P . không xuất hiện ngay lập tức; cài đặt thời gian P đối với từng loại hạt là khác nhau tùy thuộc vào thể chất của chúng. thiên nhiên và được đặc trưng bởi thời gian thư giãn

Naib. Khái niệm về phân cực đã được áp dụng trong vật lý điện môi. Ở đây nó xác định sự phân cực của môi trường R,điện môi độ nhạy điện môi. thấm Trong trường hợp đơn giản nhất

(tổng được lấy trên tất cả N hạt trên một đơn vị thể tích). Khái niệm P. được sử dụng trong vật lý phân tử và vật lý. hoá học. Kết quả đo P và quang học Đặc điểm của một môi trường luôn chứa thông tin về P. của các hạt cấu thành nó.

trường hợp tĩnh lĩnh vực e đáp ứng tĩnh. giá trị của P., đó là một trong những đặc điểm cá nhân quan trọng của các hạt. trong AC đồng ruộng e (ví dụ, trong trường hợp đơn giản nhất, phụ thuộc điều hòa e phụ thuộc vào tần số dao động của trường và thuận tiện để biểu diễn nó dưới dạng một đại lượng phức tạp:

Đặc điểm cụ thể của hành vi P. trong một lĩnh vực như vậy phụ thuộc chủ yếu vào thời gian thư giãn. Ở tần số đủ thấp và thời gian ngắn P được đặt gần như cùng pha với sự thay đổi trong trường. Ở mô-men xoắn rất cao hoặc lớn P hoàn toàn có thể không xảy ra; hạt "không cảm thấy" sự hiện diện của trường, P. vắng mặt. Trong các trường hợp trung gian (đặc biệt là tại ), hiện tượng phân tán và hấp thụ được quan sát thấy, và sự phụ thuộc rõ rệt và đôi khi rất phức tạp.

Có các loại P sau.

P. điện tử là do chuyển trường e . lớp vỏ electron so với hạt nhân nguyên tử. Giá trị của nguyên tử và ion theo thứ tự thể tích của chúng như. P. điện tử diễn ra trong tất cả các nguyên tử và hệ nguyên tử, nhưng trong một số trường hợp, nó có thể bị che lấp do kích thước nhỏ bởi các loại P khác mạnh hơn.

P. ion trong tinh thể ion là do chuyển vị đàn hồi trong trường e các ion khác tên ra khỏi vị trí cân bằng của chúng theo hai hướng ngược nhau so với nhau. Trong trường hợp đơn giản nhất của tinh thể ion loại NaCl, số lượng

trong đó - khối lượng của các ion, - của chúng, - của riêng. tần số dao động đàn hồi của các ion trong tinh thể (nhánh quang), - tần số ngoại cảnh. trường (đối với trường tĩnh = 0). Thời gian giãn c (tần số giãn = nằm trong vùng IR của quang phổ).

P. nguyên tử của các phân tử là do có sự chuyển dời trong trường e các nguyên tử khác loại trong phân tử (do sự phân bố mật độ electron trong phân tử không đối xứng). Loại P. này thường được tạo thành Đôi khi, P. nguyên tử còn được gọi là P., liên quan đến sự dịch chuyển của các electron cung cấp liên kết cộng hóa trị trong tinh thể như kim cương (Ge, Si). Sự phụ thuộc nhiệt độ của tất cả các loại P. này đặc biệt yếu (với sự gia tăng t Mặt hàng giảm một chút).

Trong vật lý của chất điện môi, tất cả các loại phân cực đều liên quan đến một hoặc một loại phân cực khác. quan trọng trong số đó là định hướng và thư giãn. Một đặc điểm đặc trưng của các loại P. này là sự phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ, giúp phân biệt chúng trong các thí nghiệm. định nghĩa.

Định hướng P. được giới thiệu cho các chất điện môi phân cực (khí, lỏng) gồm các phân tử có đăng. momen lưỡng cực, cũng như đối với tinh thể, trong đó momen lưỡng cực có thể quay. Nếu chất điện môi bao gồm các phân tử giống hệt nhau có một bài, thời điểm lưỡng cực r 0 , sau đó định hướng. P. được định nghĩa là cf. giá trị phân cực p= liên quan đến một phân tử ( p 0 E tôi-chiếu momen của phân tử theo hướng của trường e), I E.

Định hướng trong lĩnh vực e bị nhiễu bởi chuyển động nhiệt, do đó nó phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ:

Thư giãn P. (nhiệt;)

thường được đưa vào đối với các tinh thể ion, trong đó các ion liên kết yếu có hai (hoặc nhiều hơn) vị trí cân bằng, mà trong trường e trở nên có thể xảy ra không đồng đều, dẫn đến sự xuất hiện của sự phân cực của môi trường và do đó, dẫn đến khả năng đưa ra mức trung bình (theo ) P. Tính toán (được xác nhận bằng kinh nghiệm) cho: = trong đó b là khoảng cách giữa các vị trí cân bằng của các ion.

Đối với các loại P. này, các giá trị nằm trong khoảng rộng và phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và các yếu tố bên ngoài khác. các điều kiện. Trong trường hợp trường biến đổi và phụ thuộc vào tần số ext. trường cùng chiều với các loại khác.Câu 11. Khi xét sự phân cực của điện môi dị thể, người ta thường không dùng khái niệm phân cực.

Trong tài liệu về vật lý điện môi, P. đôi khi được gọi. hệ số tỷ lệ thuận giữa P và E(P=e), tức là điện môi. tính nhạy cảm.

Đối với các hệ tương đối đơn giản, mối quan hệ giữa P. điện tử và vĩ mô. đặc điểm của một chất được mô tả Lorenz- công thức Lorentz hoặc Clausius- công thức rêu, và có tính đến - langevepa- công thức tạm biệt và những sửa đổi tinh vi của chúng. Những phụ thuộc này là cơ sở cho exierim. định nghĩa Ionic P. được xác định bởi f-lams loại (2). So sánh thực nghiệm và lý thuyết. dữ liệu về sự hấp thụ và phân tán của e-mag. sóng, điện môi. tổn thất, v.v. cung cấp thông tin cả về P. và về quá trình thay đổi của nó theo tần suất bên ngoài. lĩnh vực. Các tính chất (và các hiệu ứng mà chúng tự biểu hiện) của nhiều phân tử và hệ thống của chúng (đặc biệt là các hệ thống dị hướng) thường được xác định bởi P. và P. của các hạt cấu thành của chúng. Ví dụ về các tính chất và hiệu ứng như vậy là sự tán xạ (bao gồm cả Raman) của ánh sáng, quang học. , hiệu ứng Ker-ra, v.v. Nghiên cứu về P. và lý thuyết của nó có mối liên hệ chặt chẽ với nghiên cứu về tương tác giữa các phân tử, cấu trúc của các phân tử, đặc biệt là những phân tử phức tạp như protein.

Trong điện mạnh trường phụ thuộc Thể dục) trở thành phi tuyến tính (xem độ nhạy phi tuyến).

Bách khoa toàn thư vật lý. Trong 5 tập. - M.: Bách khoa toàn thư Liên Xô. Tổng biên tập A. M. Prokhorov. 1988 .

Xem "POLARIZABILITY" là gì trong các từ điển khác:

Khả năng phân cực là tính chất vật lý của các chất để thu được mômen lưỡng cực điện hoặc từ (sự phân cực) trong trường điện từ bên ngoài (xem bài viết Sự phân cực của chất điện môi). Thuật ngữ phân cực cũng được sử dụng cho ... ... Wikipedia

Khả năng của các nguyên tử, ion và phân tử trong điện trường E thu được momen lưỡng cực p: p =?E. hệ số tỉ lệ? còn được gọi là khả năng phân cực... Từ điển bách khoa toàn thư lớn

khả năng phân cực- Tính chất làm biến đổi cường độ điện trường dưới tác dụng của điện trường đặt vào. [L.M. Nevdyaev. Các công nghệ viễn thông. Sách tham khảo từ điển giải thích tiếng Anh tiếng Nga. được chỉnh sửa bởi Yu.M. Gornostaev. Mátxcơva, 2002]… … Cẩm nang phiên dịch viên kỹ thuật

Khả năng của các nguyên tử, ion và phân tử trong điện trường E thu được mômen lưỡng cực p:p = αE. Hệ số tỷ lệ α còn được gọi là độ phân cực. * * * PHÂN CỰC KHẢ NĂNG PHÂN TỬ, khả năng của các nguyên tử, ion và phân tử ... ... từ điển bách khoa

khả năng phân cực- poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis polinių molekulių orientaciją elektriniame lauke. atitikmenys: engl. khả năng phân cực vok. Polarisierbarkeit, f rus. khả năng phân cực, fpranc.… …

khả năng phân cực- poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos gebėjimas poliarizuotis. atitikmenys: engl. khả năng phân cực vok. Polarisierbarkeit, f rus. khả năng phân cực, f pranc. phân cực, f... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

MOMP LỰC LỰC CỦA CÁC PHÂN TỬ

TÍNH CHẤT ĐIỆN VÀ TỪ CỦA PHÂN TỬ

LIÊN KẾT HYDRO

Liên kết hydro là trung gian giữa các lực tương tác phân tử và hóa học. Liên kết đặc biệt này được thiết lập giữa nguyên tử hydro, nguyên tử này có những đặc điểm khác biệt với tất cả các nguyên tử khác. Cho electron của nó để tạo thành liên kết, nó vẫn ở dạng hạt nhân (proton) không có electron, tức là ở dạng một hạt có đường kính nhỏ hơn hàng nghìn lần so với đường kính của các nguyên tử khác. Ngoài ra, do không có electron trong đó, ion H + không gặp lực đẩy từ vỏ electron của nguyên tử khác mà bị nó hút. Điều này cho phép nó đến gần các nguyên tử khác, tương tác với các electron của chúng và thậm chí xâm nhập vào lớp vỏ electron của chúng. Do đó, trong chất lỏng, ion hydro không được bảo toàn như một hạt độc lập mà liên kết với các phân tử của các chất khác. Trong nước, nó liên kết với các phân tử H 2 O, tạo thành ion hydroni H 3 O +, với các phân tử amoniac NH 4 +.

Liên kết hydro có thể nói là hóa trị bên thứ hai của nguyên tử hydro.

Cường độ liên kết ¸ 20-30 kJ/mol

Liên kết hydro đóng vai trò rất quan trọng trong cấu trúc của nước và nước đá.

Độ dài liên kết H-O là cộng hóa trị = 0,99 A°, độ dài của liên kết hydro là 1,76 A°.

Khi băng tan, các liên kết hydro bị phá hủy và khi nóng lên, sự giãn nở xảy ra. Sự phá hủy các liên kết hydro dẫn đến giảm thể tích và kết quả là mật độ nước đi qua cực đại ở 4°C.

Khi trọng tâm của các điện tích không trùng nhau trong một phân tử, các cực điện phát sinh - dương và âm. Các phân tử như vậy được gọi là phân cực. Hệ gồm hai điện tích trái dấu giống hệt nhau được gọi là lưỡng cực.

Số đo của cực tính là giá trị của momen lưỡng cực m, là tích của điện tích q và khoảng cách l

Theo thứ tự độ lớn, mômen lưỡng cực bằng điện tích electron nhân với khoảng cách (10 -10 el.st.ed.´ 10 -8 cm), bằng 10-18 el.st.ed.cm và bằng 1 tạm biệt.

Nếu có một số liên kết phân cực trong một phân tử, thì tổng mô men bằng tổng vectơ của các mômen lưỡng cực của các liên kết riêng lẻ

Những thay đổi khác nhau mà các phân tử trải qua dưới tác động của điện trường bên ngoài tác động lên chúng được gọi là sự phân cực. Có sự phân cực định hướng, nguyên tử và điện tử.

Sự phân cực định hướng thể hiện sự định hướng của các phân tử phân cực trong không gian theo hướng của điện trường bên ngoài. Khi nhiệt độ tăng, sự phân cực định hướng giảm.

Phân cực nguyên tử đề cập đến sự dịch chuyển tương đối của các nguyên tử tạo nên phân tử. Nó đặc trưng cho sự dịch chuyển của hạt nhân mang điện tích dương so với cực âm.

Với sự phân cực điện tử, các electron bị dịch chuyển so với hạt nhân của nguyên tử.

Sự phân cực nguyên tử và điện tử không phụ thuộc vào nhiệt độ. Tổng các phân cực điện tử, nguyên tử và định hướng được gọi là phân cực toàn phần hoặc mol.

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

R d \u003d R a + R e

Tổng số phân cực nguyên tử và điện tử được gọi là phân cực biến dạng.

Khi các phân tử tương tác với trường điện từ, đặc biệt là với ánh sáng nhìn thấy được (l = 4000-8000 A), sự phân cực nguyên tử và định hướng không phát sinh, vì các nguyên tử không có thời gian để di chuyển với cùng tốc độ khi các dao động ánh sáng xảy ra. Các electron phản ứng với các rung động ánh sáng. Trong trường hợp này, sự phân cực mol chỉ bằng sự phân cực điện tử và được gọi là khúc xạ mol

Khúc xạ mol có tính chất cộng và là hằng số đặc trưng của một chất nhất định.

Tính cộng của khúc xạ được sử dụng để làm sáng tỏ cấu trúc của các phân tử hữu cơ.

R m = å n Ri , với n là số nguyên tử

Ri - gia số khúc xạ mol

CH 3 -CH 2 -COOH - axit propionic

R m \u003d 3Rc + 6Rn + Ro-hiđrox + Ro-cacbox =

3×2,418 + 6×1,10 + 1,325 + 2,211 = 17,59 cm3/g-at

Kinh nghiệm cho 17,68 cm 3 /g-at.