Molekulė (atomas, jonas) susideda iš neutralių ir teigiamai bei neigiamai įkrautų dalelių. Yra dviejų tipų dalelės – simetriško krūvio pasiskirstymo (H 2, CH 4, C 6 H 6 ir kt.) ir asimetrinės (HX, CH 3 X, C 6 H 5 X: X yra halogenas ir kt.). Tai nepolinės ir polinės molekulės. Polinė molekulė taip pat vadinama dipoliu arba dipoliu.
Dviatomėje dipolio molekulė vienas iš atomų turi neigiamų krūvių perteklių, o kitas turi tokį patį teigiamų krūvių perteklių. Visas mokestis lygus nuliui. Poliatominėse molekulėse yra keletas sričių, kuriose yra perteklinis teigiamas ir neigiami krūviai. Tačiau ir čia galima įsivaizduoti du įkrovimo centrus.
Dipolio momentas ( , Kl×m) yra krūvio ( , Kl) ir atstumo tarp krūvių ( , m) sandauga:
Dipolio momentas turėtų būti laikomas vektoriumi, nukreiptu nuo neigiamo krūvio į teigiamą (chemijoje jie dažniausiai būna priešinga kryptimi). Jei molekulė susideda iš daugelio atomų, tada jos dipolio momentas apibrėžiamas kaip vektorių suma:
Įprastomis sąlygomis molekulių dipolio momentai medžiagoje yra orientuoti atsitiktinai ir panaikina vienas kitą.
Kai medžiaga patalpinama į elektrinį lauką (kurį sukuria kondensatorius arba polinė molekulė, jonas ir kt.), polinės molekulės linkusios orientuotis lauko kryptimi. Suminis molekulių dipolio momentas šiuo atveju yra > 0, jis vadinamas orientaciniu dipoliu.
Kai tiek polinės, tiek nepolinės molekulės yra patalpintos į elektrinį lauką, krūviai pasislenka vienas kito atžvilgiu, o tai sukuria indukuotą dipolio momentą. Jis vadinamas deformacijos dipolio momentu.
Medžiagos molekulių dipolio momento atsiradimas veikiant elektrinis laukas paskambino jungties poliarizacija. Tai molekulių deformacijos ir orientacijos dipolio momentų suma.
Molekulės deformacinė poliarizacija yra proporcinga lauko stipriui ( , V/m). Gautas dipolio momentas yra susietas su kiekiu santykiu:
kurioje proporcingumo koeficientas ( , m 3) vadinamas molekulės deformaciniu poliarizuotumu. Molekulės deformacijos poliarizacija yra elektroninių ir atominių indėlių suma:
sukeltas poslinkio iš pusiausvyros padėčių veikiant išoriniam atomų ir elektronų elektriniam laukui. Kuo atokiau išoriniai elektronai molekules (atomus) iš branduolių, tuo didesnis elektroninis poliarizavimas. Šališkumas atomų branduoliai, sunkus, palyginti su elektronais, yra mažas ir sudaro maždaug 5–10 %.
Orientacinė junginio poliarizacija – polinės molekulės elektriniame lauke yra orientuotos išilgai elektros linijos laukus, dėl to linkę užimti stabiliausią padėtį, atitinkančią minimalią potencialią energiją. Šis reiškinys vadinamas orientacine poliarizacija ir prilygsta poliarizavimo padidėjimui tokiu dydžiu, kuris vadinamas orientaciniu poliarizuotumu:
Kur k– Boltzmanno konstanta, J/K;
T – absoliuti temperatūra, K.
Orientacinė poliarizacija paprastai yra eilės tvarka didesnė nei deformacijos poliarizacija. Iš (43) lygties matyti, kad didėjant temperatūrai jis mažėja, nes šiluminis judėjimas neleidžia molekulėms orientuotis.
Bendras molekulės poliarizavimas yra trijų dydžių suma:
. (44)
Poliarizuojamumas turi tūrio matmenis ir išreiškiamas m3.
Bendra medžiagos poliarizacija (molinė poliarizacija, m 3 /mol) yra susijusi su santykine medžiagos dielektrine konstanta pagal Debye lygtį:
, (45)
kur - molinė masė medžiagos, g/mol;
– jo tankis, g/m 3 ;
– terpės santykinė dielektrinė konstanta.
Visiška poliarizacija stebima tik statiniame lauke ir žemo dažnio lauke. Aukšto dažnio lauke dipoliai neturi laiko orientuotis. Todėl, pavyzdžiui, lauke infraraudonoji spinduliuotė atsiranda elektroninė ir atominė poliarizacija, o lauke matoma spinduliuotė– tik elektroninė poliarizacija, nes dėka aukšto dažnio Laukui svyruojant, pasislenka tik lengviausios dalelės – elektronai. Nepolinėms medžiagoms orientacinė poliarizacija yra lygi nuliui.
Refrakcija
Elektromagnetinė teorija Maksvelo metodas skaidrioms nepolinėms medžiagoms lemia ryšį:
kur yra lūžio rodiklis (poliarinėms medžiagoms). Pakeitę (46) lygtį į (45) ir darydami prielaidą, kad , gauname:
. (47)
Dydis vadinamas medžiagos molekuline refrakcija.
Iš (47) lygties išplaukia, kad reikšmė R, nustatomas pagal medžiagos lūžio rodiklį, yra jos molekulių elektroninio poliarizavimo matas. Paprastai tariant, lūžio rodiklis n priklauso nuo spinduliuotės bangos ilgio ir lygybė griežtai galioja l = ¥. Ekstrapoliacija nĮ n¥ paprastai atliekama pagal Koši formulę:
n=n¥ + b/l.(48)
Konstantos b Ir n¥ nustatomas matuojant n dviem skirtingiems l, pavyzdžiui, l F ir l C vandenilio spektro linijos. Daugeliu atvejų tai nėra nustatyta R¥, A R D, matavimas n D dėl geltonos spalvos D natrio linijos.
Fizikiniuose ir cheminiuose tyrimuose taip pat naudojama specifinė refrakcija:
. (49)
Refrakcija turi tūrio matmenį, susijusį su tam tikra medžiagos dalimi:
savitoji refrakcija – (cm 3 /g);
molekulinis – (cm 3 /mol).
Labai apytiksliai molekulė gali būti laikoma efektyvaus spindulio sfera r M su laidžiu paviršiumi. Šiuo atveju:
Tada iš (47, 50) lygčių gauname:
Taigi molekulinė refrakcija yra lygi jos tūriui N A medžiagos molekulės.
Nepolinėms medžiagoms R", polinėms medžiagoms R mažiau orientacinės poliarizacijos reikšme.
Kaip matyti iš (47) lygties, molekulinę lūžį lemia tik poliarizacija, todėl ji nepriklauso nuo temperatūros ir agregacijos būsena medžiagų. Taigi refrakcija yra būdinga medžiagos konstanta.
Dabar apsvarstykite molekulę, kuri turi nuolatinį dipolio momentą, pavyzdžiui, vandens molekulę. Jei nėra elektrinio lauko, atskiri dipoliai yra nukreipti skirtingomis kryptimis, todėl bendras momentas tūrio vienetui yra lygus nuliui. Bet jei pritaikysite elektrinį lauką, iškart atsitinka du dalykai: pirma, dėl elektronus veikiančių jėgų indukuojamas papildomas dipolio momentas; ši dalis lemia tą patį elektroninį poliarizavimą, kokį nustatėme nepolinei molekulei. Atliekant labai tikslią studiją, į šį poveikį, žinoma, reikia atsižvelgti, tačiau kol kas to nepaisysime. (Jį visada galima pridėti pabaigoje.) Antra, elektrinis laukas linkęs išrikiuoti atskirus dipolius, sukurdamas grynąjį sukimo momentą tūrio vienetui. Jei dujose būtų išdėstyti visi dipoliai, poliarizacija būtų labai didelė, bet taip neatsitinka. Esant įprastoms temperatūroms ir lauko stiprumui, susidūrimai tarp molekulių jų šiluminio judėjimo metu neleidžia joms tinkamai išsirikiuoti. Tačiau tam tikras išlyginimas vis tiek vyksta, taigi ir nedidelė poliarizacija (11.2 pav.). Gautą poliarizaciją galima apskaičiuoti naudojant metodus statistinė mechanika, aprašyta sk. 40 (4 leidimas).
Paveikslas. 11.2. Polinių molekulių dujose atskiri momentai yra orientuoti atsitiktinai, vidutinis momentas mažame tūryje jis lygus nuliui (a); veikiant elektriniam laukui, vidutiniškai įvyksta tam tikras molekulių išsirikiavimas (b).
Norėdami naudoti šį metodą, turite žinoti dipolio energiją elektriniame lauke. Apsvarstykite dipolį su momentu elektriniame lauke (11.3 pav.). Teigiamo krūvio energija yra (1), o neigiamo – (2). Iš čia gauname dipolio energiją
kur yra kampas tarp ir . Kaip ir galima tikėtis, energija tampa mažesnė, nes dipoliai išsirikiuoja palei lauką. Dabar, naudodamiesi statistinės mechanikos metodais, išsiaiškinsime, kaip stipriai išsirikiuoja dipoliai. Sk. 40 (4 leidimas) nustatėme, kad šiluminės pusiausvyros būsenoje santykinis potencialios energijos molekulių skaičius yra proporcingas
kur yra potenciali energija kaip padėties funkcija. Tais pačiais argumentais galime teigti, kad jeigu potenciali energija kaip kampo funkcija turi formą (11.14), tada kampu esančių molekulių skaičius erdvės kampo vienetui yra proporcingas .
11.3 pav. Dipolio energija lauke lygi .
Darant prielaidą, kad molekulių skaičius kietojo kampo vienete, nukreiptas į kampą, lygų , turime
. (11.16)
Įprastoms temperatūroms ir laukams rodiklis yra mažas, o plečiant eksponentą galima naudoti apytikslę išraišką
(11.17)
Raskime integruodami (11.17) visais kampais; rezultatas turi būti lygus , t.y. molekulių skaičius tūrio vienete. Vidutinė reikšmė, kai integruojama visais kampais, yra lygi nuliui, todėl integralas yra tiesiog lygus , padaugintas iš bendro erdvinio kampo. Mes gauname
Iš (11.17) aišku, kad daugiau molekulių bus orientuotos išilgai lauko () nei prieš lauką (). Todėl bet kuriame mažame tūryje, kuriame yra daug molekulių, atsiras bendras dipolio momentas tūrio vienete, t.y. poliarizacija Norėdami apskaičiuoti , turite žinoti visų molekulinių momentų tūrio vienete vektorinę sumą. Žinome, kad rezultatas bus nukreiptas išilgai , todėl tereikia susumuoti komponentus ta kryptimi (statmenų komponentų suma bus lygi nuliui):
Sumą galime įvertinti integruodami per kampinį skirstinį. Kietasis kampas, atitinkantis yra ; iš čia
(11.19)
Vietoj to, pakeisdami išraišką iš (11.17), turime
,
kuris lengvai integruojamas ir leidžia pasiekti tokį rezultatą:
Poliarizacija proporcinga laukui, todėl dielektrinės savybės bus normalios. Be to, kaip ir tikimės, poliarizacija yra atvirkščiai proporcinga temperatūrai, nes aukštesnėje temperatūroje susidūrimai labiau sutrikdo išlygiavimą. Ši priklausomybės rūšis vadinama Curie dėsniu. Pastovaus sukimo momento kvadratas atsiranda dėl šios priežasties: tam tikrame elektriniame lauke išlygiavimo jėga priklauso nuo, o vidutinis sukimo momentas, atsirandantis derinimo metu, vėl yra proporcingas. Vidutinis sukimo momentas yra proporcingas .
Dabar pažiūrėkime, kaip gerai lygtis (11.20) atitinka eksperimentą. Paimkime vandens garus. Kadangi mes nežinome, kas yra lygus, negalime tiesiogiai apskaičiuoti ir, tačiau (11.20) lygtis numato, kad ji turėtų kisti atvirkščiai priklausomai nuo temperatūros, ir tai turėtume patikrinti..) Pav. 11.4 mes nubraižėme išmatuotas vertes kaip funkciją. Pagal (11.21) formulę prognozuojama priklausomybė išsipildo gerai.
11.4 pav. Išmatuotos vandens garų dielektrinės konstantos esant kelioms temperatūroms.
Yra dar viena polinių molekulių dielektrinės konstantos ypatybė – jos kitimas priklausomai nuo dažnio išorinis laukas. Dėl to, kad molekulės turi inercijos momentą, sunkiosioms molekulėms reikia tam tikro laiko pasisukti lauko kryptimi. Todėl, jei naudosime dažnius iš viršutinės mikrobangų zonos arba iš dar aukštesnės, poliarinis indėlis į dielektrinė konstanta pradeda mažėti, nes molekulės nespėja sekti lauko. Priešingai, elektroninis poliarizuojamumas išlieka nepakitęs iki optinių dažnių, nes elektronų inercija yra mažesnė.
Ryžiai. 35. Nepolinės molekulės poliarizacija elektriniame lauke
Atsižvelgdami į aukščiau pateiktą polinių ir nepolinių molekulių struktūrą, mes rėmėmės tuo, kad šios molekulės nėra paveiktos iš išorės. elektros jėgos. Pastarųjų įtaka gali gerokai pasikeisti vidinė struktūra molekules, taigi ir jų savybes. Visų pirma, veikiant išoriniam elektriniam laukui, molekulės, kurios pačios yra nepolinės, laikinai virsta polinėmis.
Iš tiesų, įsivaizduokime, kad tarp dviejų kondensatoriaus plokščių yra nepolinė molekulė (35 pav.). Akivaizdu, kad plokštelių krūviai turės įtakos krūvių pasiskirstymui molekulės viduje: teigiamai įkrauti branduoliaipritraukti prie neigiamos plokštės, o elektronus į teigiamą.
Dėl to elektronai pasislinks branduolių atžvilgiu ir jei prieš tai sutapo teigiamų ir neigiamų krūvių svorio centrai, tai dabar jie išsiskirs ir molekulė taps dipoliu su tam tikru dipolio momentu. Šis reiškinys vadinamas molekulės poliarizacija, o susidaręs dipolis vadinamas indukuotu arba indukuotu. Pašalinus išorinį lauką, dipolis išnyksta ir molekulė vėl tampa nepoliarinė. Kaip ir molekulės, jonai taip pat yra poliarizuoti elektriniame lauke (36 pav.).
Ryžiai. 36. Jonų poliarizacija elektriniame lauke
Kiekvienas jonas turi elektros krūvį, dėl to jis pats yra ir elektrinio lauko šaltinis. Todėl molekulėse, susidedančiose iš priešingai įkrautų jonų, pastarieji vienas kitą poliarizuoja: teigiamai įkrautas jonas pritraukia neigiamo krūvio jono elektronus, o neigiamas jonas atstumia teigiamo jono elektronus (37 pav.). Jonai deformuojasi, t.y., pakinta jų elektroninių apvalkalų struktūra. Iš to išplaukia, kad į molekulę susijungusių jonų struktūra turi gerokai skirtis nuo laisvųjų jonų struktūros.
Jono poliarizacinis poveikis stipresnis, tuo didesnis jo krūvis, o tam pačiam krūviui jis sparčiai didėja mažėjant jono spinduliui; priešingai, jono deformuojamumas tampa mažesnis. Kadangi teigiami jonai, paprastai kalbant, yra mažesni už neigiamus, kai du jonai yra tarpusavyje poliarizuoti vienoje molekulėje, daugiausia deformuojasi neigiamas jonas (38 pav.).
Turi stiprų poliarizuojantį poveikį teigiamas jonas vandenilis, kuris yra branduolys (protonas), visiškai neturintis elektronų ir turintis labai mažą spindulį. Dėl to, kad nėra elektronų apvalkalo, protonas nepatiria atstūmimo neigiamų jonų ir gali prie jų prieiti labai arti.
Ryžiai. 37. Jonų tarpusavio poliarizacijos schema
Dėl šio metodo sukelta neigiamo jono deformacija tarsi veda prie protono įvedimo į neigiamo jono elektronų apvalkalą, t.y., susidaro kovalentinis ryšys.
Jonų elektronų apvalkalų deformacijos reiškinių tyrimas leido giliau prasiskverbti į struktūrą cheminiai junginiai ir paaiškinti daugybę jų fizinių ir cheminės savybės. Pavyzdžiui, nevienoda neigiamų jonų deformacija paaiškina panašiai sukonstruotų molekulių, tokių kaip HCl, HBr ir HJ, dipolio momentų skirtumus, kai kurių rūgščių ir druskų nestabilumą ir daugybę kitų. cheminiai reiškiniai. Taip pat įdiegta glaudus ryšys tarp jonų deformacijos ir atitinkamų druskų spalvos.
Skaitote straipsnį tema Molekulių ir jonų poliarizacija
POLARIZUOJAMUMAS
POLARIZUOJAMUMAS
Atomai, jonai, molekulės, šių dalelių gebėjimas įgyti p (žr. DIPOL) elektros. E. p išvaizda atsiranda dėl elektrinio poslinkio. mokesčiai į. sistemos, veikiamos E lauko; toks sukeltas sukimo momentas p išnyksta, kai laukas išjungiamas; P. sąvoka paprastai nepriskiriama nariams, kurie turi pareigas. Pavyzdžiui, dipolio momentas. į polines molekules.
Santykinai silpni laukai p priklausomybė nuo E yra tiesinė:
kur a turi tūrį, yavl. kiekis išmatuoti P. ir paskambino. taip pat P. Tam tikroms molekulėms P. reikšmė gali priklausyti nuo E krypties (anizotropinis P.). IN stiprūs laukai priklausomybė p(E) nustoja būti tiesinė.
F-le (1) E- elektrinis. laukas h-tsy vietoje, ty vietinis laukas; izoliuotai daliai sutampa su išorine. laukas Evnesh; skystyje arba kristale Evnur pridedamas prie Evnesh, sukurtas aplinkinių krūvių kitų at. tsk.
Kai laukas įjungtas, p nepasirodo momento p nustatymas gamtos h-ts Ir aplinką. Statinis Laukas atitinka statinį. reikšmė P. Pavyzdžiui, kintamojo lauke E. harmoningai keičiasi dėsnis, P. priklauso nuo jo dažnio w ir nustatymo laiko t Esant pakankamai žemam w ir trumpam t momentas p nustatomas fazėje su pokyčiais E ir P. sutampa su statiniu. P. Esant labai dideliam w ir dideliam t momentas p gali visai neatsirasti (žmogus lauko „nejaučia“).
Tarpiniais atvejais (ypač esant w»1/t) pastebimi sklaidos ir absorbcijos reiškiniai. Yra keletas. tipai P. ELEKTRONINIS P. sukelia elektroninių apvalkalų E lauko poslinkis, palyginti su at. šerdys; i o n a i P. (joniniuose kristaluose) – su poslinkiu priešingomis kryptimis priešingi jonai iš pusiausvyros padėties; atominė P. atsiranda dėl atomų poslinkio molekulėje skirtingų tipų
(jis siejamas su asimetriniu elektronų tankio pasiskirstymu molekulėje). Šių tipų P. priklausomybė nuo temperatūros yra silpna: didėjant temperatūrai P. keli. mažėja. Fizikos televizijoje. ir skystieji dielektrikai, P. suprantamas kaip plg. P. (dielektrikų poliarizacija P, skaičiuojama vienai valandai ir elektrinio lauko stiprumo vienetui: a=P/EN, kur N - valandų skaičius tūrio vienetui). P. poliariniai dielektrikai vadinami. o r i e n t a t i o n . Dielektrikų poliarizaciją staigių jo c dalies perėjimų metu iš vienos galimos į kitą, veikiant laukui E, galima apibūdinti įvedant relaksaciją P.šių tipų P. – jų aštri priklausomybė nuo temperatūros.
„P“ sąvoka. Jie sako, kad buvo naudojamas dielektrikų fizikoje. fizika ir chemija. Dėl santykinai paprastos sistemos ryšys tarp P. ir makroskopinio. aprašomas, pavyzdžiui, salos har-kami. elektroninei P., Lorentz - Lorentz formulė arba Clausius - Mossotti formulė ir atsižvelgiant į orientaciją P. - Langevin - Debye formulė. Šių ir panašių f-l pagalba galima eksperimentiškai nustatyti P. „P“ sąvoka. naudojami tam tikriems optikos mokslams paaiškinti ir studijuoti. reiškiniai (šviesos poliarizacija, šviesos sklaida, optinis aktyvumas, Ramano sklaida), taip pat tarpmolekulinės sąveikos, ypač poliatominių molekulių sistemose (ypač baltymų).
Fizinis enciklopedinis žodynas. - M.: Tarybinė enciklopedija. . 1983 .
POLARIZUOJAMUMAS
atomai, jonai ir molekulės – šių dalelių gebėjimas įgyti elektros energiją. dipolio momentas p
.
elektrinėje lauke E
.
Elektrine lauke, krūviai, sudarantys atomus (molekules, jonus), pasislenka vienas kito atžvilgiu – dalelė atrodo induktoriai. dipolio momentas, kuris išnyksta išjungus lauką. Poliškumo sąvoka, kaip taisyklė, netaikoma dalelėms, turinčioms nuolatinį dipolio momentą (pavyzdžiui, polinėms molekulėms). Palyginti silpnoje elektroje laukus
koeficientas taip pat vadinamas P., jis yra jo kiekis. matas (turi tūrio matmenį). Atominėms sistemoms, pvz. tam tikrų molekulių P. gali būti anizotropinis. Šiuo atveju priklausomybė yra sudėtingesnė:
kur yra 2 simetriškas rangas, i,
p(E) nustoja būti tiesinis.
Dėl izoliuoto i dalelės (pavyzdžiui, išretintų dujų), lauko stiprumo reikšmė (laukas dalelės vietoje) sutampa su išoriniu stiprumu. laukai Skysčio ar kristalo dalelėms pridedamas laukas sukurtas mokesčiais kitos dalelės, supančios duotąją (vietinis laukas).
Kai laukas įjungtas, akimirka p
.
neatsiranda iš karto; nusėdimo laikas p
kiekvieno tipo dalelės skiriasi priklausomai nuo jų fizinės. gamta ir jam būdingas atsipalaidavimo laikas
Naib. P. sąvoka buvo pritaikyta dielektrikų fizikoje. Čia jis nustato terpės poliarizaciją R, dielektrinis dielektrinis jautrumas pralaidumas Paprasčiausiu atveju
(suma paimama už visus N dalelių tūrio vienete). P. sąvoka vartojama molekulinėje fizikoje ir fizikos moksle. chemija. Matavimo rezultatai P ir optinis terpės charakteristikos visada turi informaciją apie ją sudarančių dalelių savybes.
Esant statinei laukus E
atsakymai statiški. P reikšmė, kuri yra viena iš svarbių individualių dalelių savybių. AC lauke E
(pavyzdžiui, paprasčiausiu atveju – harmoningos priklausomybės E
priklausomai nuo laiko) P. priklauso nuo lauko svyravimų dažnio ir jį patogu pavaizduoti kompleksinio dydžio forma:
Specifinis P. elgesio pobūdis tokiame lauke pirmiausia priklauso nuo atsipalaidavimo laiko Esant pakankamai žemiems dažniams ir trumpiems momentams p
nustatomas beveik kartu su lauko pasikeitimu. Esant labai dideliam arba dideliam sukimo momentui p
gali visai nebūti; dalelė „nejaučia“ lauko buvimo, P. nėra. Tarpiniais atvejais (ypač esant ) pastebimi dispersijos ir absorbcijos reiškiniai, o priklausomybė yra aiškiai išreikšta ir kartais labai sudėtinga.
Išskiriami šie P. tipai.
Elektroninis P. atsiranda dėl poslinkio lauke E
.
elektronų apvalkalai atomų branduolių atžvilgiu. Atomų ir jonų reikšmė yra jų tūrio tvarka 
a.s. Elektronų spinduliuotė pasitaiko visuose atomuose ir atominėse sistemose, tačiau kai kuriais atvejais ją dėl mažo dydžio gali užmaskuoti kiti, daugiau stiprios rūšys P.
Joninis P. joniniuose kristaluose atsiranda dėl elastinio poslinkio lauke E priešingus jonus iš savo pusiausvyros padėties viena kitai priešingomis kryptimis. Paprasčiausiu atveju joniniai kristalai tipo NaCl reikšmė
kur yra jonų masės, - jų, -tikrosios. dažnis elastingos vibracijos kristalo jonai (optinė šaka), - išorinis dažnis. laukai (statiniam laukui = 0). Atsipalaidavimo laikas s (atsipalaidavimo dažnis = yra IR spektro srityje).
Atominis molekulių poslinkis atsiranda dėl poslinkio lauke E skirtingų tipų atomai molekulėje (tai yra dėl asimetrinio elektronų tankio pasiskirstymo molekulėje). Šis P. tipas paprastai sudaro. Kartais atominis P. taip pat vadinamas P., susijęs su elektronų poslinkiu, kuris suteikia kovalentiniai ryšiai deimantinio tipo kristaluose (Ge, Si). Visų šių P. tipų priklausomybė nuo temperatūros yra ypač silpna (didėjant T P. kiek sumažėja).
Dielektrikų fizikoje visi poliarizacijos tipai yra siejami su vienu ar kitu poliarizacijos tipu. Be čia išvardytų, įvedami ir kiti poliarizacijos tipai. svarbios iš jų yra orientacija ir atsipalaidavimas. Būdingas šių tipų P. bruožas yra ryški priklausomybė nuo temperatūros, leidžianti juos atskirti eksperimentų metu. apibrėžimai
Orientacija P. įvesta poliniams dielektrikams (dujoms, skysčiams), susidedantiems iš molekulių su konstanta. dipolio momentus, taip pat kristalams, kuriuose dipolio momentai gali suktis. Jei dielektrikas susideda iš identiškų molekulių, turinčių postą, dipolio momentą r
0, tada orientuotis. P. apibrėžiamas kaip plg. poliarizacijos vertė P= priskirta vienai molekulei ( p 0 E i-molekulės momento projekcija į lauko kryptį E), t.y. 
Lauko orientacija E yra sutrikdytas dėl šiluminio judėjimo, todėl labai priklauso nuo temperatūros:
Atsipalaidavimas P. (terminis;)
paprastai įvedamas joniniams kristalams, kur silpnai surišti jonai turi dvi (ar daugiau) pusiausvyros padėčių, kurios lauke E tampa nevienodai tikėtini, o tai lemia terpės poliarizaciją ir, atitinkamai, galimybę įvesti vidutinį (at) P. Skaičiavimas (patvirtintas patirtimi) duoda: = kur b- atstumas tarp pusiausvyros padėtys jonų.
Šių tipų P. vertės yra labai įvairios ir labai priklauso nuo temperatūros ir kitų išorinių sąlygų. sąlygas. Kintamų laukų atveju ir priklauso nuo išorinio dažnio. laukus taip pat, kaip ir kitų tipų 11. Nagrinėjant heterogeninių dielektrikų poliarizaciją, poliarizacijos sąvoka dažniausiai nevartojama.
Dielektrinės fizikos literatūroje P. kartais vadinamas. koeficientas proporcingumas tarp P Ir E (P=E), y. dielektrikas. jautrumas.
Palyginti paprastoms sistemoms – elektroninių ir makroskopinių sistemų ryšys. aprašomos medžiagos savybės Lorencas- Lorenco formulė arba Klausius- Mossotti formulė, ir atsižvelgiant į
- Langevep- Debye formulė ir sudėtingos jų modifikacijos. Šios priklausomybės yra egzierimo pagrindas. apibrėžimai Joninis P. nustatomas pagal (2) tipo formules. Eksperimentinio ir teorinio palyginimas. el.-magn. absorbcijos ir sklaidos duomenys. bangos, dielektrikas nuostoliai ir pan. suteikia informacijos tiek apie P., tiek apie jo pokyčių eigą išoriniu dažniu. laukus. Daugelio molekulių ir jų sistemų (ypač anizotropinių) savybes (ir poveikį, kuriuo jos pasireiškia) dažnai lemia jų savybės ir jas sudarančių dalelių savybės. Tokių savybių ir efektų pavyzdžiai yra šviesos sklaida (įskaitant Ramaną), optinė. , Kero efektas ir tt P. ir jo teorijos tyrimas yra glaudžiai susijęs su tarpmolekulinės sąveikos ir molekulių, ypač sudėtingų molekulių, tokių kaip baltymai, struktūros tyrimais.
Stipriame elektra priklausomybės laukai p(E) tampa netiesinis (žr. Netiesinis jautrumas).
Fizinė enciklopedija. 5 tomuose. - M.: Tarybinė enciklopedija. Vyriausiasis redaktorius A. M. Prokhorovas. 1988 .
Pažiūrėkite, kas yra „POLARIZABILITY“ kituose žodynuose:
Poliarizuotumas fizinė nuosavybė medžiagos išoriniame elektromagnetiniame lauke įgyja elektrinį arba magnetinį dipolio momentą (poliarizaciją) (žr. straipsnį Dielektrikų poliarizacija). Terminas polarizability taip pat vartojamas... ... Vikipedijai
Atomų, jonų ir molekulių gebėjimas elektriniame lauke E įgyti dipolio momentą p: p =?E. Proporcingumo faktorius? dar vadinamas poliarizuotumu... Didysis enciklopedinis žodynas
poliarizuotumas- Savybė keisti elektrinio lauko stiprumą veikiant veikiančiam elektriniam laukui. [L.M. Nevdiajevas. Telekomunikacijų technologijos. Anglų rusų aiškinamasis žodynas katalogas. Redagavo Yu.M. Gornostajeva. Maskva, 2002]…… Techninis vertėjo vadovas
Atomų, jonų ir molekulių gebėjimas elektriniame lauke E įgyti dipolio momentą p:p = αE. Proporcingumo koeficientas α taip pat vadinamas poliarizuotumu. * * * POLARIZABILITY POLARIZABILITY, atomų, jonų ir molekulių gebėjimas... ... Enciklopedinis žodynas
poliarizuotumas- poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis polinių molekulių orientaciją elektriniame lauke. atitikmenys: angl. poliarizuotumas vok. Polarisierbarkeit, f rus. poliarizuotumas, f pranc.......
poliarizuotumas- poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos gebėjimas poliarizuoti. atitikmenys: angl. poliarizuotumas vok. Polarisierbarkeit, f rus. poliarizuotumas, f pranc. poliarizacija, f… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
MOLEKULIŲ DIPOLINIS MOMENTAS
ELEKTRINĖS IR MAGNETINĖS MOLEKULIŲ SAVYBĖS
VANDENILINIS RYŠYS
Vandenilio ryšys yra tarpinis tarp molekulinės ir cheminės sąveikos jėgų. Šis ypatingas ryšys yra nustatytas tarp vandenilio atomo, turinčio skiriamieji bruožai nuo visų kitų atomų. Atsisakius savo elektrono, kad susidarytų ryšys, jis lieka branduolio (protono) pavidalu be elektrono, t.y. dalelės, kurios skersmuo tūkstančius kartų mažesnis už kitų atomų skersmenis, pavidalu. Be to, dėl elektronų nebuvimo H + jonas nepatiria kito atomo elektronų apvalkalo, o jį traukia. Tai leidžia jam priartėti prie kitų atomų, sąveikauti su jų elektronais ir net prasiskverbti į juos elektroniniai apvalkalai. Todėl skysčiuose vandenilio jonai nėra laikomi formoje nepriklausoma dalelė, bet jungiasi su kitų medžiagų molekulėmis. Vandenyje jis jungiasi su H 2 O molekulėmis, sudarydamas hidronio jonus H 3 O +, su amoniako molekulėmis NH 4 +.
Vandenilio ryšys yra tarsi sekundė antrinis valentingumas vandenilio atomas.
Ryšio stiprumas ¸ 20-30 kJ/mol
Labai svarbus vaidmuo vandenilinis ryšys vaidina vandens ir ledo struktūroje
Nuorodos ilgis H-O kovalentinis= 0,99 A°, vandenilio jungties ilgis - 1,76 A°.
Ledui tirpstant nutrūksta vandeniliniai ryšiai, o kaitinant – plečiasi. Dėl vandenilinių jungčių sunaikinimo sumažėja tūris, todėl vandens tankis pasiekia didžiausią 4 ° C temperatūrą.
Jei svorio centrai nesutampa elektros krūviai Molekulėje kyla elektros poliai – teigiami ir neigiami. Tokios molekulės vadinamos polinėmis. Dviejų identiškų priešingų krūvių sistema vadinama dipoliu.
Poliškumo matas laikomas dipolio momentu m, kuris yra krūvio q ir atstumo l sandauga
Pagal dydį, dipolio momentas lygus įkrovimui elektronas, padaugintas iš atstumo (10 -10 el.st.un.´ 10 -8 cm), kuris yra 10-18 el.st.un.cm ir lygus 1 Debye.
Jei molekulė turi keletą poliniai ryšiai, tada bendras momentas yra lygus vektoriaus sumai dipolio momentai individualūs ryšiai
Įvairūs pakeitimai, kurias molekulės patiria veikiant išoriniam elektriniam laukui, vadinamos poliarizacija. Yra orientacinė, atominė ir elektroninė poliarizacija.
Orientacinė poliarizacija reiškia polinių molekulių orientaciją erdvėje pagal išorinio elektrinio lauko kryptį. Didėjant temperatūrai, orientacijos poliarizacija mažėja.
Atominė poliarizacija reiškia santykinį atomų, sudarančių molekulę, poslinkį. Jis apibūdina teigiamai įkrautų branduolių poslinkį neigiamo poliaus atžvilgiu.
Esant elektroninei poliarizacijai, elektronai pasislenka atomo branduolio atžvilgiu.
Atominė ir elektroninė poliarizacija nepriklauso nuo temperatūros. Elektroninių, atominių ir orientacinių poliarizacijų suma vadinama visa arba moline poliarizacija.
R = R a + R e + R arba = R arba + R d
R d = R a + R e
Atominės ir elektroninės poliarizacijos suma vadinama deformacine poliarizacija.
Kai molekulės sąveikauja su elektromagnetiniai laukai, ypač su matoma šviesa(l = 4000-8000 A), atominės ir orientacinės poliarizacijos nekyla, nes atomai nespėja judėti tokiu greičiu kaip šviesos virpesiai. Elektronai reaguoja į šviesos virpesius. Molinė poliarizacija prilygsta tik elektroninei poliarizacijai ir vadinama moline refrakcija
Molinė refrakcija turi adityvinių savybių ir yra būdinga tam tikros medžiagos konstanta.
Refrakcinis adityvumas naudojamas organinių molekulių struktūrai išsiaiškinti.
R m = å n Ri , kur n yra atomų skaičius
Ri – molinės lūžio prieaugiai
CH 3 -CH 2 -COOH - propiono rūgštis
R m = 3Rc + 6Rн + Ro-hidroksas + Ro-karboksi =
3 × 2,418 + 6 × 1,10 + 1,325 + 2,211 = 17,59 cm 3 /g-at
Eksperimentas duoda 17,68 cm 3 /g-at.
