A koncepció a dielektromos tulajdonságainak molekulák
Ábra. 4.8. Reakcióvázlat kialakított kémiai kötésen a molekulában vízben
Eltérés a szög közötti kötések lehetnek 0-90 megmagyarázni a polaritás a O-H. azaz elektronpár, amelyen keresztül egy kötés képződik, húzott egy oxigénatomhoz kapcsolódik. Ennek eredményeként, van némi hidrogénatom pozitív töltésű; taszítás pozitív töltések növekedéséhez vezet a szög a kötvények. Kommunikáció H-S kevésbé poláros, így kevesebb eltérést. Ez a magyarázat a vízmolekula-struktúra, és a hidrogén-szulfidot a vizuális, de valamivel egyszerűbb.
A polaritás a kémiai kötés. Bármilyen molekula gyűjteménye pozitív töltésű atommagok és negatív töltésű elektron felhő. Ha az elosztási az elektron felhő a molekulában olyan, hogy a központok a pozitív elektromos töltések és negatív sejtmagok elektron felhő töltés offset egymáshoz képest, és a molekula predstavlyaetsoboydipol nazyvaetsyapolyarnoy.
Az intézkedés a polaritás nagyságának dipólmomentum. zaryadaq amely a termék egy I távolsága a díjak
- vektor mennyiséget jelöli egy nyíl mutat a központ a negatív töltés, hogy a központ a pozitív.
Következtetés: Mivel az aszimmetria az elektronsűrűség a molekulában egy dipólmomentum. Az aszimmetria eloszlásának hasadási-elektronsűrűség miatt a kémiai természete és a szerkezet a molekula. azaz amelyből ki van alakítva az atomok, milyen természetű a kémiai kötések, mi a hosszúsága, iránya a kommunikáció; hogy van-e hibridizáció, a jelenléte nem megosztott elektron pár.
Ábra. 4.9 ábra a megjelenése dipólus momentum a kétatomos molekula AB:
Ábra. 4.9. A dipólusmomentuma egy kétatomos molekula
Mérése dipólmomentum adhat egy ötlet sim-szimmetria az egyensúlyi a molekula konfigurációja.
Kiszámításánál a molekuláris dipólusmomentumának gyakran használják a dipólusmomentumának az egyes kötvények.
Ezenkívül két vektor lehet tenni grafikusan paralelogramma szabály
vagy analitikusan képletű (4,2), amely kifejezi a koszinusz-tétel:
ahol j - szög két poláris kémiai kötés;
Az 1. és 2. - a dipólusmomentumának.
Az eredmény a vektor kívül függ a szimmetria elrendeződésében poláris kötések a molekulában. Ez akkor fordulhat elő, még a részleges és teljes kölcsönös kompenzálása dipólusmomentumának az egyes kötvények. A szimmetrikusan kialakított molekulák dipólmomentum hiányzik, noha az egyes kommunikációs poláros.
Így molekulákat, és a kommunikáció aszimmetrikus elektromos töltések eloszlása, az úgynevezett poláris. Polar molekuláknak dipólus momentuma 0-tól különböző (¹ 0).
Számításakor dipólus momentum az összetett szerves molekulák előnyösen a vektor diagramján ne használja a pillanatok az egyes kötések. és az úgynevezett csoport pillanatokat. jellemző nagyságát és irányát a vektor dipolusmomentum egy molekula, amely egy vagy egy másik csoport az atomok (szubsztituens) X, társított fenil (C 6H 5), vagy metilcsoport (CH3).
A csoport dipólmomentum jóvá „plusz” jel, ha a pozitív pólusa a dipól molekula C6 H5 X (vagy CH3 X) jelentése egy szubsztituens a X (elektronküldő szubsztituensek - CH3 CH3 O, NH2, és hasonlók.).
Fordítva, csoportok, amelyek központok negatív töltés, azzal jellemezve, hogy a negatív érték az idő a csoport (elektronvonzó szubsztituenst -Cl, Br, NO2, stb).
Kiszámítása dipólmomentum tartalmazó molekulák két szubsztituens X1 és X2. által szállított a képlet:
ahol: m1, m2 - csoport pillanatok szubsztituenssel;
q - közötti szög a helyettesítő csoport, és az irányt a idején utolsó kommunikáció a szomszédos szénatommal;
j - közötti szög az irányokat X1 szubsztituens C kötések és C-X2.
Mi hozhatja az elektromos mező által termelt hűtővel, poláris molekula ion. Tehát van egy torzítást negatív és pozitív töltések a molekula relatív-telno azok súlypontos hiányában egy mező. Változások, amelyek atomok, molekulák, ionok alávetni hatása alatt egy elektromos mező, az úgynevezett polarizáció (P).
elektronikus polarizáció - Pal;
magpolarizációt - Pat;
orientáció polarizáció - Por.
Sőt, a teljes polarizáció P összege mindenféle polarizáció.
Hiányában egy elektromos mező központok pozitív és negatív töltések és a dipól pillanatban egybeesnek = 0 (lásd. Ábra. 4.)
Ábra. 4.10. Hatása állandó elektromos mező a viselkedését
Hatása alatt a villamos tér a díjak tolódnak Ments vonatkozó egymáshoz távolság l. azaz polarizáció lép fel.
A részecske indukált történik (vagy indukált) dipólmomentum
ami függ a jelenlegi erőssége az elektromos mező E.
Ez a kapcsolat lehet kifejezni, mint egy sor bővülés hatásköre:
A kis E a helyzet az elektromos mezők szoba létrehozása poláris molekulák vagy ionok, lehetőség van, hogy korlátozza az első ciklus, azaz
Az arányossági tényező az úgynevezett polyarizuemos Tew. Ez jellemzi a képessége molekulák számszerűsíteni a polarizáció-TION, és megmutatja a dipólus momentum jön létre, amikor feszült-felületen mező E = 1V.
Minél nagyobb egy, a könnyebb polarizált molekula.
Polarizálhatóságának olyan a mérete, a mennyiség a GHS-rendszer
; [A] = cm 3 vagy m 3
Az érték a polarizálhatóságának a molekulák a sorrendben 3 1A (1A 3 = 10 -30 m 3 = 10 -24 cm 3), és jellemzi az összeg a elektron felhő. azaz polarizálhatóságot körülbelül egyenlő nagyságú a hangerőt a molekulában. Ez a fizikai értelmében polarizálhatóságot. Azonban ebben az SI világosság egy elveszett, mert SI dimenzió
A polarizálhatóságot társított deformációja a részecskék, úgynevezett deformáció. Ez jellemzi az elmozdulás az elektron felhő, és a sejtmagok képest az eredeti helyzetbe.
Deformáció polarizálhatóságának áll az elektronikus és atomi összetevője van:
Magok kevésbé mobilak, mint az elektronok. Ezért nukleáris polyarizuemos Tew gyakran elhanyagolt, azaz ADEF „AEL.
Molekulákra deformáció polarizálhatóságot lehet időben személyes különböző irányokba, azaz tulajdonságait mutatják a anizotrop polarizálhatóságot-FDI. A legmagasabb érték megfigyelhető az irányt polarizálhatóságának kémiai kötések.
Mivel nem-poláris molekuláknak hatása alatt elektriches egy mezőt tolódnak elektron felhő és magok, a teljes polarizációs kerül ki a polarizációs az elektron és a nukleáris, azaz Ez jelenti deformáció polarizációs KivP.
Polarizáció, említett egy mól az anyag az úgynevezett moláris polarizációt. Statisztikai számítások azt mutatják, hogy a deformáció polarizációja számít
ahol NA - Avogadro szám (6,02 × 23-október).
Amint látható ez a képlet, moláris polarizáció megegyezik a saját térfogatának egy mól anyagra. Dimenzionalitás: [n] = m 3 / mol.
A csoport többek között a poláris molekulák, mint például a H2 O, NH3. alkoholok, ketonok, szerves savak, halogénezett aromás vegyületek, stb
A molekula olyan semleges, pozitív és negatív töltésű részecskék. Kétféle molekulák - szimmetrikus eloszlását töltés (H2 CH4 C6 H6, stb ....) és aszimmetrikus (HX, CH3 X, C6 H5 X; X - halogén). Ez - az apoláris és poláris molekulákat. Poláris molekulákat is nevezik dipol vagy dipól.
Polar molekulák néhány tartós dipólmomentum 0. Az elektromos mező, akkor is élmény deformáció polarizáció, ami a növekedés dipólusnyomatékkal azaz egy elektromos mező, a dipólus momentum a poláris molekula két komponensből állnak: az intrinsic dipólus momentuma 0, és az indukált (indukált) Ind
Hiányában egy külső mező (E = 0), a dipólus momentum a poláris molekulák véletlenszerűen irányulnak hőhatás következtében a molekulák mozgása.
Polar molekulákat orientált egymáshoz képest az elektrosztatikus vonzás amelyek az ellentétes töltésű.
Thermal mozgás megakadályozza a tájékozódás poláris molekulák mentén erővonalak. Ezért, a hőmérséklet növekedésével orientációs polarizáció csökken.
Amikor egy indukált dipólus momentum deformáció polarizációs KivP. Így a poláris molekula állandó elektromos mező kitéve, mint az orientációs, és a deformáció polarizáció.
Ebben az esetben, a teljes moláris polarizációs
A polyarnyhmolekul Debye következő összefüggés = n származik. (4.11)
ahol 0 - intrinsic dipólusmomentuma a poláris molekula;
k - Boltzmann állandó, egyenlő 1,38 × 10 -23 J / K;
T - abszolút hőmérséklet a rendszer Kelvin fokban;
a - deformáció polarizálhatóságának a molekulákat.
A nem-poláris molekuláknak már írt az egyenlet
Összehasonlítva képletek (4.8) és (4.10), megkapjuk
Egyenlet (4.12) nevezzük Debye egyenlet.
Meg kell jegyezni, hogy ez a kifejezés a polarizáció orientáció és a deformáció csak akkor érvényesek, ha a dipólus nem lépnek kölcsönhatásba egymással. Ez akkor lehetséges, ha a távolság molekulák között nagy, azaz, a gáz vagy a híg oldatok a poláros anyagok nem poláros oldószerekben.
A szerkezet meghatározásához molekulák kell tudni az alapvető elektromos és optikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Az ilyen elektromos jellemzők egy polarizálhatóságának és a dipól pillanatban m. A tanulmány ezen molekuláris sajátosságok értékes információt nyújt az elosztó az elektron sűrűség és elektron mobilitást.
A polarizálhatóságának és dipólmomentum m a molekulák könnyen kiszámítható az adatok alapján a dielektromos állandója e, és a törésmutató n anyagokat, amelyek kapcsolatban vannak a polarizációs az anyag.
A dielektromos állandó e tükrözi a tulajdonságok elektromos szigetek folyékony molekulák és egyenlő az arány a kondenzátorok:
ahol C0 - kapacitás léghűtéses kondenzátor;
C - kapacitás töltött analit.
Ez velichinapokazyvaet hányszor csökkentett feszült-ség az elektromos mező E miatt a polarizáció az anyag képest vákuum (E0).
Optikai tulajdonságai a molekula meghatározott értéket, amíg a törésmutatója.
A törésmutató hullámhosszától függ a beeső sugárzás-cheniya és hőmérséklet. Között a törésmutató és a dielektriches Coy permeabilitású anyag van egy kapcsolat, által felfedezett Maxwell:
Minél több polarizált, annál pl. Permittivitása vákuum-hidak lehet venni, mint az egység (E0 = 1).
Tól Coulomb-törvény F = azt jelenti, hogy az erő közötti kölcsönhatás a díjak, amit - vagy közepes e csökken, mint a vákuum. Ezt a csökkenést az okozza, hogy a polarizációs belüli anyagok, azaz a e A kell társítva polarizálhatóságot és polarizációs P.
Egy ilyen függőség ezen értékek között alakult Clausius és Mossotti nem poláris dielektromos.
ahol NA - Avogadro-szám;
M - moláris anyag tömege;
Mérése r és e. tudjuk számítani a deformáció polarizációs poláris molekulákat. Ismerve r és e különböző hőmérsékleteken lehet meghatározni, hogy a polarizáció a hőmérséklettől függ.
Az anyagok, amelyek poláris molekulák Debye egyenletet származik - Langevin (1912), amely figyelembe veszi a saját dipólusmomentuma 0 molekula. Egyenlet Debye - Langevin kaptunk poláris gázok.
Expression (4.14) lehet használni, hogy meghatározzuk a dipólmomentum és molekuláris polarizálhatóságot egy.
Mi jelent az egyenlet egyenlete Debye egyenes:
Bemutató grafikon kapcsolatban P = f (1 / T), az úgynevezett Debye diagram (ábra. 3.11).