Молекул (атом, ион) нь төвийг сахисан, эерэг ба сөрөг цэнэгтэй хэсгүүдээс бүрдэнэ. Хоёр төрлийн бөөмс байдаг - тэгш хэмтэй цэнэгийн тархалттай (H 2, CH 4, C 6 H 6 гэх мэт) ба тэгш бус (HX, CH 3 X, C 6 H 5 X: X нь галоген гэх мэт). Эдгээр нь туйл биш ба туйлтай молекулууд юм. Туйл молекулыг диполь эсвэл диполь молекул гэж бас нэрлэдэг.
Хоёр атомт диполь молекулатомуудын нэг нь сөрөг цэнэгийн илүүдэлтэй, нөгөө нь эерэг цэнэгийн илүүдэлтэй байна. Нийт төлбөр тэгтэй тэнцүү. Полиатом молекулуудад эерэг ба илүүдэлтэй зарим мужууд байдаг сөрөг цэнэгүүд. Гэсэн хэдий ч энд бас хоёр цэнэглэх төвийг төсөөлж болно.
Диполь момент ( , Kl×m) нь цэнэг ( , Kl) ба цэнэгийн хоорондох зай ( , m) -ийн үржвэр юм.
Диполь моментийг сөрөг цэнэгээс эерэг цэнэг рүү чиглэсэн вектор гэж үзэх нь зүйтэй (химийн хувьд тэд ихэвчлэн эсрэг чиглэлтэй байдаг). Хэрэв молекул нь олон атомаас бүрддэг бол түүний диполь моментийг вектор нийлбэрээр тодорхойлно.
Хэвийн нөхцөлд бодис дахь молекулуудын диполь моментууд санамсаргүй байдлаар чиглэгдэж, бие биенээ үгүйсгэдэг.
Бодисыг цахилгаан талбарт (конденсатор эсвэл туйлын молекул, ион гэх мэтээр үүсгэсэн) байрлуулах үед туйлын молекулууд талбайн чиглэлийн дагуу өөрсдийгөө чиглүүлэх хандлагатай байдаг. Энэ тохиолдолд молекулуудын нийт диполь момент нь > 0 байна.
Туйлт ба туйл биш молекулыг хоёуланг нь цахилгаан талбайд байрлуулах үед цэнэгүүд хоорондоо харьцангуй шилжиж, индукцлагдсан диполь моментийг үүсгэдэг. Үүнийг деформацийн диполь момент гэж нэрлэдэг.
нөлөөн дор байгаа бодисын молекулуудын диполь моментийн харагдах байдал цахилгаан орондуудсан холболтын туйлшрал. Энэ нь молекулуудын хэв гажилт ба чиглэлийн диполь моментуудын нийлбэр юм.
Молекулын деформацийн туйлшралталбайн хүч ( , V/m) -тай пропорциональ байна. Үүссэн индукцсан диполь момент нь хэмжигдэхүүнтэй дараахь хамаарлаар холбогдоно.
пропорциональ коэффициент ( , м 3) нь молекулын деформацийн туйлшрал гэж нэрлэгддэг. Молекулын деформацийн туйлшрал нь электрон ба атомын хувь нэмэрийн нийлбэр юм.
атом ба электронуудын гадаад цахилгаан талбайн нөлөөн дор тэнцвэрийн байрлалаас шилжсэнээс үүсдэг. Илүү алслагдсан гадаад электронуудцөмөөс молекулууд (атомууд) байх тусам электрон туйлшрал өндөр байдаг. Хэвийн хандлага атомын цөмүүд, электронтой харьцуулахад хүнд, бага бөгөөд ойролцоогоор 5-10% -ийг эзэлдэг.
Нэгдлийн чиглэлийн туйлшрал -цахилгаан орон дахь туйлын молекулууд нь дагуу чиглэсэн байдаг цахилгаан шугамталбайнууд, үр дүнд нь хамгийн бага боломжит энергид тохирсон хамгийн тогтвортой байрлалыг авах хандлагатай байдаг. Энэ үзэгдлийг чиг баримжаатай туйлшрал гэж нэрлэдэг бөгөөд туйлшралыг чиг баримжаатай туйлшрал гэж нэрлэдэг хэмжээгээр нэмэгдүүлэхтэй тэнцүү байна.
Хаана к– Больцман тогтмол, Ж/К;
Т -үнэмлэхүй температур, К.
Чиглэлийн туйлшрал нь ихэвчлэн деформацийн туйлшралаас өндөр дараалалтай байдаг. (43) тэгшитгэлээс харахад дулааны хөдөлгөөн нь молекулуудын чиг баримжаа олгохоос сэргийлдэг тул температур нэмэгдэх тусам буурдаг.
Молекулын нийт туйлшрал нь гурван хэмжигдэхүүний нийлбэр юм.
. (44)
Туйлшрах чадвар нь эзэлхүүний хэмжээтэй бөгөөд м3-ээр илэрхийлэгдэнэ.
Бодисын нийт туйлшрал (моляр туйлшрал, м 3 / моль) нь Дебайгийн тэгшитгэлээр тухайн бодисын харьцангуй диэлектрик дамжуулалттай холбогдоно.
, (45)
Хаана - молийн массбодис, г / моль;
- түүний нягт, г / м3;
– орчны харьцангуй диэлектрик тогтмол.
Бүрэн туйлшрал нь зөвхөн статик болон бага давтамжийн талбарт ажиглагддаг. Өндөр давтамжийн талбарт диполууд өөрсдийгөө чиглүүлэх цаг байдаггүй. Тиймээс, жишээлбэл, талбай дээр хэт улаан туяаны цацрагэлектрон болон атомын туйлшрал үүсдэг ба талбарт харагдахуйц цацраг туяа– зөвхөн электрон туйлшрал, ачаар оноос хойш өндөр давтамжтайТалбай нь хэлбэлзэх үед зөвхөн хамгийн хөнгөн бөөмс болох электронууд шилждэг. Туйлшгүй бодисын хувьд чиг баримжаатай туйлшрал тэг байна.
Хугарал
Цахилгаан соронзон онолМаксвелл ил тод туйлшралгүй бодисын хувьд дараахь хамаарлыг бий болгодог.
хугарлын илтгэгч хаана байна (туйлт бодисын хувьд). (46) тэгшитгэлийг (45) тэгшитгэлд орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.
. (47)
Хэмжигдэхүүнийг бодисын молекулын хугарал гэж нэрлэдэг.
(47) тэгшитгэлээс утга нь гарч ирнэ РБодисын хугарлын илтгэгчээр тодорхойлогдох нь түүний молекулуудын электрон туйлшралын хэмжүүр болдог. Ерөнхийдөө хугарлын илтгэгч nцацрагийн долгионы уртаас хамаарах ба тэгш байдал нь l = ¥-д хатуу хүчинтэй байна. Экстраполяци nруу n¥ихэвчлэн Коши томъёоны дагуу явагддаг:
n=n¥ + б/л.(48)
Тогтмолууд бТэгээд n¥хэмжих замаар тодорхойлно nхоёр өөр l-ийн хувьд, жишээ нь l Фмөн л Cустөрөгчийн спектрийн шугамууд. Ихэнх тохиолдолд энэ нь тодорхойлогддоггүй R¥, А Р Д, хэмжилт н Дшаргал өнгөтэй Днатрийн шугамууд.
Физик болон химийн судалгаанд тусгай хугарлыг бас ашигладаг.
. (49)
Хугарлын хэмжээ нь бодисын тодорхой хэсэгтэй холбоотой эзэлхүүнтэй байдаг.
тусгай хугарал - (см 3 / г);
молекул - (см 3 / моль).
Ойролцоогоор молекулыг үр дүнтэй радиусын бөмбөрцөг гэж үзэж болно r Мдамжуулагч гадаргуутай. Энэ тохиолдолд:
Дараа нь (47, 50) тэгшитгэлээс бид дараахь зүйлийг олж авна.
Тиймээс молекулын хугарал нь өөрийн эзэлхүүнтэй тэнцүү байна Н Абодисын молекулууд.
Туйл бус бодисын хувьд R", туйлын бодисын хувьд Рчиглэлийн туйлшралын утгаар бага.
(47) тэгшитгэлээс харахад молекулын хугарал нь зөвхөн туйлшрах чадвараар тодорхойлогддог тул температур ба нэгтгэх байдалбодисууд. Тиймээс хугарал нь бодисын шинж чанарын тогтмол юм.
Одоо усны молекул гэх мэт байнгын диполь моменттой молекулыг авч үзье. Цахилгаан орон байхгүй үед бие даасан диполууд өөр өөр чиглэлд чиглэдэг тул нэгж эзэлхүүн дэх нийт момент тэг болно. Гэхдээ хэрэв та цахилгаан талбарыг хэрэглэвэл тэр даруй хоёр зүйл тохиолддог: нэгдүгээрт, электронууд дээр ажилладаг хүчний улмаас нэмэлт диполь момент үүсдэг; Энэ хэсэг нь туйлтгүй молекулын хувьд бидний олж мэдсэн электрон туйлшралыг бий болгодог. Маш нарийн судалгаанд энэ нөлөөг мэдээж харгалзан үзэх ёстой, гэхдээ бид үүнийг одоохондоо үл тоомсорлох болно. (Үүнийг үргэлж төгсгөлд нь нэмж болно.) Хоёрдугаарт, цахилгаан орон нь бие даасан диполуудыг эгнээнд оруулах хандлагатай бөгөөд нэгж эзэлхүүн дэх цэвэр эргэлтийг бий болгодог. Хэрэв бүх диполуудыг хийн дотор байрлуулсан бол туйлшрал нь маш том байх болно, гэхдээ ийм зүйл болохгүй. Энгийн температур ба талбайн хүч чадалд дулааны хөдөлгөөний үед молекулуудын хоорондох мөргөлдөөн нь тэдгээрийг зөв эгнээнд байрлуулах боломжийг олгодоггүй. Гэхдээ зарим нэг уялдаа холбоотой хэвээр байгаа тул бага зэрэг туйлширч байна (Зураг 11.2). Үүссэн туйлшралыг аргуудыг ашиглан тооцоолж болно статистик механик, бүлэгт тайлбарласан. 40 (4-р дугаар).
Зураг. 11.2. Туйл молекулын хийд бие даасан моментууд санамсаргүй байдлаар чиглэгддэг. дундаж мөчбага хэмжээгээр энэ нь тэгтэй тэнцүү (a); цахилгаан талбайн нөлөөн дор дунджаар молекулуудын зарим зэрэгцэл үүсдэг (b).
Энэ аргыг ашиглахын тулд та цахилгаан орон дахь диполийн энергийг мэдэх хэрэгтэй. Цахилгаан орон дахь момент бүхий диполийг авч үзье (Зураг 11.3). Эерэг цэнэгийн энерги (1), сөрөг цэнэгийн энерги (2) байна. Эндээс бид диполь энергийг авдаг
ба хоорондын өнцөг хаана байна. Таны бодож байсанчлан диполууд талбайн дагуу эгнэх тусам энерги багасна. Одоо статистик механикийн аргуудыг ашиглан бид диполууд хэр хүчтэй шугамд байгааг олж мэдэх болно. ch-д. 40 (асуудал 4) бид дулааны тэнцвэрт байдалд потенциал энергитэй молекулуудын харьцангуй тоо пропорциональ байгааг олж мэдсэн.
Потенциал энерги нь байрлалын функцээр хаана байна. Үүнтэй ижил аргументуудыг ашиглан бид үүнийг хэлж чадна боломжит энергиөнцгийн функцийн хувьд (11.14) хэлбэртэй байна, тэгвэл нэгж хатуу өнцгийн өнцөгт байрлах молекулуудын тоо нь пропорциональ байна.
Зураг 11.3. Талбайн диполийн энерги нь тэнцүү байна.
Нэгж хатуу өнцгийн молекулуудын тоог тэнцүү өнцгөөр чиглүүлсэн гэж үзвэл бид байна
. (11.16)
Энгийн температур ба талбайн хувьд экспонент нь бага бөгөөд экспонентыг өргөжүүлэхдээ ойролцоо илэрхийллийг ашиглаж болно.
(11.17)
(11.17)-ыг бүх өнцгөөр нэгтгэн олъё; үр дүн нь тэнцүү байх ёстой, i.e. нэгж эзэлхүүн дэх молекулын тоо. Бүх өнцгөөр нэгтгэсэн дундаж утга нь тэг байх тул интеграл нь нийлбэр хатуу өнцгөөр үржүүлсэнтэй тэнцүү байна. Бид авдаг
(11.17)-аас харахад талбайн эсрэг () гэхээсээ илүү олон молекулууд талбайн дагуу () чиглэгдэх нь тодорхой байна. Тиймээс олон молекул агуулсан аливаа жижиг эзэлхүүнд нэгж эзэлхүүн дэх нийт диполь момент үүснэ, өөрөөр хэлбэл. туйлшрал Тооцоолохын тулд та нэгж эзэлхүүн дэх бүх молекулын моментуудын вектор нийлбэрийг мэдэх хэрэгтэй. Үр дүн нь дагуу чиглэнэ гэдгийг бид мэдэж байгаа тул бид зөвхөн тухайн чиглэлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (перпендикуляр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийлбэр нь тэг болно):
Бид өнцгийн тархалтыг нэгтгэх замаар нийлбэрийг тооцоолж болно. Харгалзах хатуу өнцөг нь ; эндээс
(11.19)
Оронд нь (11.17) илэрхийллийг орлуулбал бид байна
,
Энэ нь амархан нэгтгэгдэж, дараах үр дүнд хүргэдэг.
Туйлшрал нь оронтой пропорциональ байдаг тул диэлектрик шинж чанар нь хэвийн байх болно. Түүнээс гадна, бидний таамаглаж байгаагаар туйлшрал нь температуртай урвуу хамааралтай байдаг, учир нь өндөр температурт мөргөлдөөн нь тэгшилгээг илүү ихээр зөрчдөг. Энэ төрлийн хамаарлыг Кюригийн хууль гэж нэрлэдэг. Тогтмол эргүүлэх моментийн квадрат нь дараахь шалтгааны улмаас гарч ирдэг: өгөгдсөн цахилгаан талбарт тэгшлэх хүч нь үүнээс хамаардаг ба тэгшлэх явцад үүсэх дундаж момент нь дахин пропорциональ байна. Дундаж өдөөгдсөн момент нь -тэй пропорциональ байна.
Одоо (11.20) тэгшитгэл нь туршилттай хэр нийцэж байгааг харцгаая. Усны уурыг авч үзье. Бид юутай тэнцүү болохыг мэдэхгүй тул бид шууд тооцоолж чадахгүй, гэхдээ (11.20) тэгшитгэл нь температураас урвуу өөрчлөгдөх ёстой гэж таамаглаж байгаа бөгөөд бид үүнийг шалгах ёстой..) Зураг дээр. 11.4 Бид хэмжсэн утгыг функц болгон зурсан. (11.21) томъёогоор таамагласан хамаарал сайн биелсэн.
Зураг 11.4. Хэд хэдэн температурт усны уурын диэлектрик тогтмолыг хэмжсэн.
Туйл молекулуудын диэлектрик тогтмолын өөр нэг шинж чанар байдаг - түүний давтамжаас хамааран өөрчлөгддөг гадаад талбар. Молекулууд инерцийн моменттэй байдаг тул хүнд молекулууд талбайн чиглэлд эргэхэд тодорхой хугацаа шаардагддаг. Тиймээс, хэрэв бид дээд богино долгионы бүсээс эсвэл түүнээс дээш давтамжийг ашигладаг бол туйлын хувь нэмэр диэлектрик тогтмолмолекулууд талбарыг дагах цаг байхгүй тул буурч эхэлдэг. Үүний эсрэгээр электронуудын инерци бага байдаг тул электрон туйлшрал нь оптик давтамж хүртэл өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
Цагаан будаа. 35. Цахилгаан орон дахь туйлшралгүй молекулын туйлшрал
Дээр дурдсан туйл ба туйлшгүй молекулуудын бүтцийг авч үзвэл эдгээр молекулуудад гаднаас ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй гэсэн үндэслэлээр бид дүгнэлт хийсэн. цахилгаан хүч. Сүүлчийн нөлөө ихээхэн өөрчлөгдөж болно дотоод бүтэцмолекулууд, улмаар тэдгээрийн шинж чанарууд. Ялангуяа гаднах цахилгаан орны нөлөөгөөр туйлшралгүй молекулууд түр зуур туйл болж хувирдаг.
Үнэн хэрэгтээ конденсаторын хоёр хавтангийн хооронд туйлтгүй молекул байрладаг гэж төсөөлөөд үз дээ (Зураг 35). Хавтануудын цэнэг нь молекул доторх цэнэгийн тархалтад нөлөөлөх нь ойлгомжтой: эерэг цэнэгтэй цөмүүдсөрөг хавтан руу, электрон эерэг хавтан руу татагдана.
Үүний үр дүнд электронууд цөмтэй харьцуулахад шилжих бөгөөд хэрэв үүнээс өмнө эерэг ба сөрөг цэнэгийн хүндийн төвүүд давхцаж байсан бол одоо тэд салж, молекул нь тодорхой диполь моменттой диполь болно. Энэ үзэгдлийг молекулын туйлшрал гэж нэрлэдэг ба үүссэн дипольыг индукц эсвэл индукц гэж нэрлэдэг. Гадаад талбарыг арилгахад диполь алга болж, молекул дахин туйлтгүй болно. Молекулуудын нэгэн адил ионууд нь цахилгаан талбарт туйлширдаг (Зураг 36).
Цагаан будаа. 36. Цахилгаан орон дахь ионы туйлшрал
Ион бүр нь цахилгаан цэнэг агуулдаг бөгөөд үүний үр дүнд өөрөө цахилгаан талбайн эх үүсвэр болдог. Иймээс эсрэг цэнэгтэй ионуудаас бүрдэх молекулуудад сүүлийнх нь харилцан туйлшрах болно: эерэг цэнэгтэй ион нь сөрөг цэнэгтэй ионы электронуудыг татдаг бол сөрөг ион нь эерэг ионы электронуудыг няцадаг (Зураг 37). Ионууд нь гажигтай, өөрөөр хэлбэл электрон бүрхүүлийн бүтэц өөрчлөгддөг. Үүнээс үзэхэд молекулд холбогдсон ионуудын бүтэц нь чөлөөт ионуудын бүтцээс эрс ялгаатай байх ёстой.
Ионы туйлшрах нөлөө нь илүү хүчтэй байх тусам түүний цэнэг их байх ба ижил цэнэгийн хувьд ионы радиус багасах тусам хурдацтай нэмэгддэг; ионы хэв гажилт нь эсрэгээрээ бага болдог. Эерэг ионууд ерөнхийдөө сөрөг ионуудаас бага байдаг тул нэг молекулын дотор хоёр ион харилцан туйлшрах үед гол төлөв сөрөг ионууд деформацид ордог (Зураг 38).
Хүчтэй туйлшрах нөлөөтэй эерэг ионустөрөгч нь электронгүй, маш бага радиустай цөм (протон) юм. Электрон бүрхүүл байхгүй тул протон нь түлхэлтийг мэдэрдэггүй сөрөг ионуудмөн тэдэнтэй маш ойрхон зайд ойртож чаддаг.
Цагаан будаа. 37. Ионуудын харилцан туйлшралын схем
Энэ аргын улмаас үүссэн сөрөг ионы деформаци нь сөрөг ионы электрон бүрхүүлд протоныг оруулах, өөрөөр хэлбэл ковалент холбоо үүсэхэд хүргэдэг.
Ионуудын электрон бүрхүүлийн хэв гажилтын үзэгдлийг судлах нь бүтцэд илүү гүн нэвтрэх боломжийг олгосон. химийн нэгдлүүдболон тэдгээрийн физик болон хэд хэдэн тайлбарлах химийн шинж чанар. Жишээлбэл, сөрөг ионуудын тэгш бус хэв гажилт нь HCl, HBr, HJ зэрэг ижил төстэй молекулуудын диполь моментуудын ялгаа, зарим хүчил, давсны тогтворгүй байдал болон бусад хэд хэдэн зүйлийг тайлбарладаг. химийн үзэгдлүүд. Мөн суулгасан ойр холболтионуудын деформаци ба харгалзах давсны өнгөний хооронд.
Та молекул ба ионуудын туйлшрал сэдвээр нийтлэл уншиж байна
ТУЙЛШУУЛАХ
ТУЙЛШУУЛАХ
Атомууд, ионууд, молекулууд, эдгээр хэсгүүдийн цахилгаан дахь p (DIPOL-ыг үзнэ үү) олж авах чадвар. E. p-ийн харагдах байдал нь цахилгааны шилжилтээс үүдэлтэй. цагт хураамж авдаг. E талбайн нөлөөнд байгаа системүүд; ийм өдөөгдсөн эргэлт p нь талбайг унтраасан үед алга болдог; P. гэсэн ойлголт нь дүрмээр бол албан тушаалтай гишүүдтэй холбоотой байдаггүй. жишээ нь диполь момент. туйлын молекулууд руу.
Харьцангуй сул талбарууд p-ийн E-ээс хамаарал нь шугаман байна:
хаана a эзэлхүүнтэй, yavl. тоо хэмжээ хэмжиж P. болон дуудсан. мөн P. Зарим молекулуудын хувьд P.-ийн утга нь E (анизотроп P.) чиглэлээс хамаарч болно. IN хүчтэй талбайнууд p(E) хамаарал шугаман байхаа болино.
f-le (1) E- цахилгаан. h-tsy-ийн байршил дахь талбар, өөрөөр хэлбэл орон нутгийн талбар; Тусгаарлагдсан хэсгийн хувьд энэ нь гаднах хэсэгтэй давхцдаг. талбайн Евнеш; шингэн эсвэл болор, Евнур бусад үед эргэн тойронд цэнэг бий болсон, Evnesh нэмж байна. цк.
Талбар асаалттай үед p нь шууд гарч ирэхгүй, p мөчийг байгуулах нь хамаарна байгаль х-цТэгээд орчин. Статик Талбар нь статиктай тохирч байна. утга P. Хувьсагчийн талбар E, жишээ нь. эв найртай өөрчлөгдөж байна Хуулийн дагуу P. нь түүний давтамжаас хамаардаг w ба тогтох хугацаа t хангалттай бага w ба богино t үед E-ийн өөрчлөлттэй үе шатанд p тогтсон ба P. статиктай давхцдаг. P. Маш өндөр w ба том t үед p мөч огт үүсэхгүй байж болно (хүн талбарыг "мэддэггүй").
Завсрын тохиолдлуудад (ялангуяа w»1/t-д) тархалт ба шингээлтийн үзэгдэл ажиглагдаж байна. Хэд хэдэн байдаг. төрлийн P. ELECTRONIC P. нь at-тай харьцуулахад электрон бүрхүүлүүдийн E талбар дахь шилжилтээс үүсдэг. цөм; i o n a i P. (ионы талстуудад) - шилжилттэйэсрэг чиглэлүүд тэнцвэрийн байрлалаас эсрэг ионууд; атомын P. нь молекул дахь атомуудын шилжилтээс үүсдэгянз бүрийн төрөл
(энэ нь молекул дахь электрон нягтын тэгш бус хуваарилалттай холбоотой). Эдгээр төрлийн P.-ийн температурын хамаарал сул байна: температур нэмэгдэх тусам P. хэд хэдэн. буурдаг. Физикийн телевизээр. болон шингэн диэлектрик, P. гэж ойлгож байна харьц. P. (диэлектрикийн туйлшрал P, цагт болон нэгж цахилгаан орны хүчдлээр тооцсон: a=P/EN, энд N -цагийн тоо нэгж эзэлхүүн тутамд). P. туйлын диэлектрик гэж нэрлэдэг. о р и н т а т и о н . E талбайн нөлөөн дор түүний c хэсэг нь нэгээс нөгөөд огцом шилжих үед диэлектрикийн туйлшралыг P сулралтыг нэвтрүүлж дүрсэлж болно.эдгээр төрлийн P. - тэдний хурц хараат байдалтемператураас.
"P" гэсэн ойлголт. диэлектрикийн физикт ашигласан гэж тэд хэлэв. физик, хими. Харьцангуй хувьд энгийн системүүд P. болон макроскопийн хоорондох холбоо. арлын хар-ками, жишээлбэл. электрон P., Lorentz нь - Lorentz томъёо эсвэл Clausius - Mossotti томъёо, болон харгалзан чиг баримжаа P. - Langevin - Debye томъёо. Эдгээр болон үүнтэй төстэй f-l-ийн тусламжтайгаар P. "P" гэсэн ойлголтыг туршилтаар тодорхойлох боломжтой. тодорхой оптикийн шинжлэх ухааныг тайлбарлах, судлахад ашигладаг. үзэгдэл (гэрлийн туйлшрал, гэрлийн сарнилт, оптик идэвхжил, Раман сарнилт), түүнчлэн молекул хоорондын харилцан үйлчлэл, ялангуяа полиатом молекулын системд (ялангуяа уураг).
Физик нэвтэрхий толь бичиг. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. . 1983 .
ТУЙЛШУУЛАХ
атом, ион ба молекулууд - эдгээр хэсгүүдийн цахилгаан эрчим хүчийг олж авах чадвар. диполь момент х
.
цахилгаанд талбар Э
.
Цахилгаан дээр талбар, атомыг бүрдүүлдэг цэнэгүүд (молекулууд, ионууд) бие биентэйгээ харьцуулахад шилждэг - бөөмс нь индукторууд гарч ирдэг. талбарыг унтраасан үед алга болдог диполь момент. Дүрмээр бол туйлшралын тухай ойлголт нь байнгын диполь момент бүхий бөөмсүүдэд (жишээлбэл, туйлын молекулууд) хамаарахгүй. Харьцангуй сул цахилгаанд талбайнууд
коэффициент гэж бас нэрлэдэг П., тэр бол түүний тоо хэмжээ юм. хэмжих (эзэлхүүний хэмжээстэй). Атомын системүүдийн хувьд, жишээлбэл. зарим молекулуудын P. нь анизотроп байж болно. Энэ тохиолдолд хамаарал нь илүү төвөгтэй байдаг:
тэгш хэмтэй зэрэглэл 2 хаана байна, би,
p(Э) шугаман байхаа болино.
Тусгаарлагдсан зориулалттай би th бөөмс (жишээлбэл, ховордсон хий), талбайн хүч чадлын утга (бөөмийн байршил дахь талбар) нь гадаад хүч чадалтай давхцдаг. талбарууд Шингэн эсвэл талст хэсгүүдийн хувьд талбар нэмдэг хураамжаар бий болсонөгөгдсөн нэгийг тойрсон бусад бөөмс (орон нутгийн талбар).
Талбай асаалттай байх үед мөч х
.
тэр даруй гарч ирэхгүй; шийдвэрлэх хугацаа х
бөөмийн төрөл бүрийн хувьд физик байдлаасаа хамааран өөр өөр байдаг. мөн чанар бөгөөд тайвшрах цагаар тодорхойлогддог
Наиб. Диэлектрикийн физикт P. гэсэн ойлголтыг ашигласан. Энд орчны туйлшралыг тодорхойлно R,диэлектрик диэлектрик мэдрэмтгий байдал нэвчих чадвар Хамгийн энгийн тохиолдолд
(хэмжээг бүгдэд нь авна Ннэгж эзэлхүүн дэх тоосонцор). П.-ийн тухай ойлголтыг молекулын физик, физикийн шинжлэх ухаанд ашигладаг. хими. Хэмжилтийн үр дүн Пба оптик орчны шинж чанар нь түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шинж чанарын талаархи мэдээллийг үргэлж агуулдаг.
Статик тохиолдолд талбайнууд Э
статик хариултууд. P утга нь бөөмсийн бие даасан чухал шинж чанаруудын нэг юм. АС-д талбар Э
(жишээ нь, хамгийн энгийн тохиолдолд, эв нэгдэлтэй хамаарал Э
цаг хугацаанаас хамаарч) P. талбайн хэлбэлзлийн давтамжаас хамаардаг бөгөөд үүнийг цогц хэмжигдэхүүн хэлбэрээр илэрхийлэхэд тохиромжтой.
Ийм талбар дахь P.-ийн зан үйлийн онцлог нь юуны түрүүнд хангалттай бага давтамж, богино мөчид амрах хугацаанаас хамаардаг х
талбайн өөрчлөлттэй бараг үе шаттайгаар тогтоогддог. Маш өндөр эсвэл их эргүүлэх үед х
огт тохиолдохгүй байж болно; бөөмс талбар байгааг "мэддэггүй", П. байхгүй. Завсрын тохиолдлуудад (ялангуяа үед) тархалт, шингээлтийн үзэгдэл ажиглагдаж, хамаарал нь тодорхой илэрхийлэгддэг, заримдаа маш нарийн төвөгтэй байдаг.
Дараах төрлийн P.-г ялгадаг.
Цахим P. нь талбайн шилжилтийн улмаас үүсдэг Э
.
атомын цөмтэй харьцуулахад электрон бүрхүүлүүд. Атом ба ионы утга нь эзлэхүүний дарааллаар байна 
a.s. Цахим сүвэрхэг чанар нь бүх атом, атомын системд тохиолддог боловч зарим тохиолдолд бусад, илүү их хэмжээгээр бага хэмжээтэй байдаг тул үүнийг далдлах боломжтой. хүчтэй төрөлП.
Ионы талст дахь ион P. нь талбайн уян харимхай шилжилтээс үүсдэг Ээсрэг талын ионуудыг тэнцвэрийн байрлалаас нь эсрэг чиглэлд. Хамгийн энгийн тохиолдолд ионы талстууд NaCl утгыг бичнэ үү
ионуудын масс хаана байна, - тэдгээрийн, -зөв. давтамж уян чичиргээболорын ионууд (оптик салбар), - гадаад давтамж. талбарууд (статик талбарын хувьд = 0). Тайвшрах хугацаа s (тайвшрах давтамж = спектрийн IR бүсэд оршдог).
Молекулуудын атомын шилжилт нь талбайн шилжилтээс үүдэлтэй Эмолекул дахь янз бүрийн төрлийн атомууд (энэ нь молекул дахь электрон нягтын тэгш бус хуваарилалтаас үүдэлтэй). Энэ төрлийн P. нь ихэвчлэн бүрдүүлдэг, атомын P. нь электронуудын нүүлгэн шилжүүлэлттэй холбоотой гэж нэрлэдэг ковалент холбооалмазан төрлийн талстуудад (Ge, Si). Эдгээр бүх төрлийн P.-ийн температурын хамаарал нь ялангуяа сул байдаг (өсөх тусам Т P. бага зэрэг буурдаг).
Диэлектрикийн физикийн хувьд бүх төрлийн туйлшрал нь нэг буюу өөр төрлийн туйлшралтай холбоотой байдаг. Тэдний хамгийн чухал нь чиг баримжаа, амралт юм. Эдгээр төрлийн P.-ийн онцлог шинж чанар нь температураас огцом хамааралтай байдаг бөгөөд энэ нь туршилтын явцад тэдгээрийг ялгах боломжийг олгодог. тодорхойлолтууд
Тогтмол утгатай молекулуудаас бүрдэх туйлын диэлектрик (хий, шингэн) -д зориулсан чиг баримжаа P. диполь моментууд, түүнчлэн диполь моментууд нь эргэлдэж болох талстуудын хувьд. Хэрэв диэлектрик нь шуудангийн байрлалтай ижил молекулуудаас бүрдэх бол диполь момент r
0, дараа нь чиглүүлэх. P. гэж тодорхойлсон байна харьц. туйлшралын утга P=нэг молекулд хуваарилагдсан ( p 0 E i- молекулын моментийг талбайн чиглэл рүү гаргах E),өөрөөр хэлбэл 
Талбайн чиг баримжаа Эдулааны хөдөлгөөнөөр тасалддаг тул температураас ихээхэн хамаардаг.
Тайвшруулах P. (дулааны;)
Энэ нь ихэвчлэн сул холбогддог ионууд хоёр (эсвэл түүнээс дээш) тэнцвэрийн байрлалтай байдаг ионы талстуудад зориулагдсан байдаг. Этэгш бус магадлалтай болж, энэ нь орчны туйлшрал үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд улмаар дундаж (at) P-ийг нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Тооцоолол (туршлагааар батлагдсан) нь: = хаана б- хоорондын зай тэнцвэрийн байрлалуудионууд.
Эдгээр төрлийн P.-ийн хувьд үнэ цэнэ нь өргөн хүрээтэй бөгөөд температур болон бусад гадаад нөхцөл байдлаас ихээхэн хамаардаг. нөхцөл. Хувьсах талбаруудын хувьд гадаад давтамжаас хамаарна. бусад төрлийн адил талбарууд 11. Гетероген диэлектрикийн туйлшралыг авч үзэхдээ туйлшралын тухай ойлголтыг ихэвчлэн ашигладаггүй.
Диэлектрикийн физикийн уран зохиолд заримдаа П. коэффициент хоорондын пропорциональ байдал ПТэгээд Э(П=E),өөрөөр хэлбэл диэлектрик. мэдрэмтгий байдал.
Харьцангуй энгийн системүүдийн хувьд электрон болон макроскоп системүүдийн холболт. бодисын шинж чанарыг тодорхойлсон Лоренц- Лоренцын томъёоэсвэл Клаузиус- Моссотти томъёо,мөн харгалзан үзнэ
- Лангевеп- Дебай томъёоболон тэдгээрийн нарийн төвөгтэй өөрчлөлтүүд. Эдгээр хамаарал нь exierim-ийн үндэс болдог. тодорхойлолтууд Ионы P. нь (2) төрлийн томъёогоор тодорхойлогддог. Туршилтын болон онолын харьцуулалт. эл.-магны шингээлт ба тархалтын өгөгдөл. долгион, диэлектрик алдагдал гэх мэт нь P.-ийн тухай болон гадаад давтамжтай түүний өөрчлөлтийн явцын талаархи мэдээллийг өгдөг. талбайнууд. Олон молекулууд ба тэдгээрийн системүүдийн (ялангуяа анизотроп) шинж чанар (мөн тэдгээрийн үзүүлэх нөлөө) нь ихэвчлэн тэдгээрийн шинж чанар, тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шинж чанараар тодорхойлогддог. Ийм шинж чанар, нөлөөллийн жишээ бол гэрлийн сарнилт (Раманыг оруулаад) оптик юм. , Керр эффект гэх мэт П.-ийн судалгаа ба түүний онолыг молекул хоорондын харилцан үйлчлэл, молекулын бүтцийг судлах, ялангуяа уураг зэрэг нарийн төвөгтэй молекулуудыг судлахтай нягт холбоотой.
Хүчтэй цахилгаанд хамаарлын талбарууд p(Э) шугаман бус болдог (харна уу. Шугаман бус мэдрэмж).
Физик нэвтэрхий толь бичиг. 5 боть. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. Ерөнхий редактор A. M. Прохоров. 1988 .
Бусад толь бичгүүдээс "ПОЛяризаци" гэж юу болохыг хараарай.
Туйлшрах чадвар физик өмчбодисууд гадаад цахилгаан соронзон орон дээр цахилгаан эсвэл соронзон диполь момент (туйлшрал) олж авдаг (диэлектрикийн туйлшралыг үзнэ үү). Туйлшрах чадвар гэдэг нэр томьёог мөн... ... Википедиа-д ашигладаг
Цахилгаан орон дахь атом, ион, молекулын Е диполь моментийг олж авах чадвар p: p =?E. Пропорциональ хүчин зүйл? Мөн туйлшрах чадвар гэж нэрлэдэг ... Том нэвтэрхий толь бичиг
туйлшрах чадвар- Хэрэглэсэн цахилгаан орны нөлөөн дор цахилгаан орны хүчийг өөрчлөх шинж чанар. [Л.М. Невдяев. Харилцаа холбооны технологи. Англи Орос тайлбар толь бичиглавлах. Ю.М. Горностаева. Москва, 2002]…… Техникийн орчуулагчийн гарын авлага
Цахилгаан орон дахь атом, ион, молекулуудын диполь моментийг олж авах чадвар E p:p = αE. Пропорциональ коэффициент α-г мөн туйлшрах чадвар гэж нэрлэдэг. * * * ТУЙЛЖУУЛАХ ТУЙЛШАЛТ, атом, ион, молекулуудын... ... Нэвтэрхий толь бичиг
туйлшрах чадвар- Poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis polinių molekulių orientaciją elektriniame lauke. attikmenys: англи хэл. туйлшрах чадвар vok. Polarisierbarkeit, f rus. туйлшрах чадвар, f pranc.……
туйлшрах чадвар- полиаризуожамама статусууд нь T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos gebėjimas poliarizuotis. attikmenys: англи хэл. туйлшрах чадвар vok. Polarisierbarkeit, f rus. туйлшрах чадвар, f pranc. туйлширсан байдал, f… Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
МОЛЕКУЛЫН ДИПОЛ МОМЕНТ
МОЛЕКУЛЫН ЦАХИЛГААН СОРОНЗОН ШИНЖ
УС төрөгчийн холбоо
Устөрөгчийн холбоо нь молекул ба химийн харилцан үйлчлэлийн хүчний хоорондох завсрын холбоо юм. Энэхүү өвөрмөц холбоо нь устөрөгчийн атомын хооронд үүсдэг өвөрмөц онцлогбусад бүх атомуудаас. Бонд үүсгэхийн тулд электроноо өгснөөр энэ нь электронгүй цөм (протон) хэлбэрээр үлддэг, i.e. диаметр нь бусад атомын диаметрээс хэдэн мянга дахин бага бөөмс хэлбэрээр. Нэмж дурдахад электронууд байхгүй тул H + ион нь өөр атомын электрон бүрхүүлээс түлхэлт үүсгэдэггүй, харин түүнд татагддаг. Энэ нь бусад атомуудтай ойртож, электронуудтай нь харьцаж, бүр нэвтрэн орох боломжийг олгодог. электрон бүрхүүлүүд. Тиймээс шингэнд устөрөгчийн ион нь хэлбэрээр хадгалагддаггүй бие даасан бөөмс, гэхдээ бусад бодисын молекулуудтай холбогддог. Усанд энэ нь H 2 O молекулуудтай холбогдож, гидрони ион H 3 O +, аммиакийн молекул NH 4 + үүсгэдэг.
Устөрөгчийн холбоо нь секунд шиг юм хоёрдогч валентустөрөгчийн атом.
Холболтын бат бэх ¸ 20-30 кЖ/моль
Маш чухал үүрэгУстөрөгчийн холбоо нь ус ба мөсний бүтцэд оролцдог
Холбоосын урт H-O ковалент= 0.99 A °, устөрөгчийн холбоо урт - 1.76 A °.
Мөс хайлах үед устөрөгчийн холбоо тасарч, халах үед тэлэлт үүсдэг. Устөрөгчийн холбоог устгах нь эзэлхүүнийг багасгахад хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд усны нягтрал хамгийн ихдээ 4 ° С-т дамждаг.
Хэрэв таталцлын төвүүд давхцахгүй бол цахилгаан цэнэгМолекулд цахилгаан туйлууд үүсдэг - эерэг ба сөрөг. Ийм молекулуудыг туйл гэж нэрлэдэг. Хоёр ижил цэнэгийн системийг диполь гэж нэрлэдэг.
Туйлшралын хэмжүүрийг q цэнэг ба l зайны үржвэр болох диполь момент m гэж авна.
Хэмжээний дарааллаар диполь момент цэнэгтэй тэнцүүэлектроныг зайгаар (10 -10 эл.ст.ун.´ 10 -8 см) үржүүлсэн нь 10-18 эл.ст.ун.см бөгөөд 1 Дебайтай тэнцэнэ.
Хэрэв молекул хэд хэдэн туйлын холбоо, тэгвэл нийт момент нь векторын нийлбэртэй тэнцүү байна диполь моментуудбие даасан холболтууд
Төрөл бүрийн өөрчлөлтүүд, тэдгээр молекулууд гадны цахилгаан орны нөлөөн дор явагддагийг туйлшрал гэж нэрлэдэг. Баримтлалын, атомын болон электрон туйлшралууд байдаг.
Баримтлалын туйлшрал нь гадаад цахилгаан орны чиглэлийн дагуу огторгуй дахь туйл молекулуудын чиглэлийг илэрхийлдэг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр чиглэлийн туйлшрал буурдаг.
Атомын туйлшрал гэдэг нь молекулыг бүрдүүлдэг атомуудын харьцангуй шилжилтийг хэлнэ. Энэ нь сөрөг туйлтай харьцуулахад эерэг цэнэгтэй цөмийн шилжилтийг тодорхойлдог.
Электрон туйлшралын үед электронууд атомын цөмтэй харьцуулахад шилждэг.
Атомын болон электрон туйлшрал нь температураас хамаардаггүй. Электрон, атомын болон чиглэлийн туйлшралын нийлбэрийг нийт буюу молийн туйлшрал гэж нэрлэдэг.
R = R a + R e + R эсвэл = R эсвэл + R d
R d = R a + R e
Атом ба электрон туйлшралын нийлбэрийг деформацийн туйлшрал гэж нэрлэдэг.
Молекулууд харилцан үйлчлэх үед цахилгаан соронзон орон, ялангуяа хамт харагдах гэрэл(l = 4000-8000 A), атомууд гэрлийн чичиргээтэй ижил хурдтай хөдлөх цаг байхгүй тул атомын болон чиглэлийн туйлшрал үүсдэггүй. Электронууд гэрлийн чичиргээнд хариу үйлдэл үзүүлдэг. Молийн туйлшрал нь зөвхөн электрон туйлшралтай тэнцүү бөгөөд үүнийг молийн хугарал гэж нэрлэдэг
Молийн хугарал нь нэмэлт шинж чанартай бөгөөд өгөгдсөн бодисын тогтмол шинж чанар юм.
Органик молекулын бүтцийг тодруулахын тулд хугарлын нэмэлтийг ашигладаг.
R m = å n Ri, энд n нь атомын тоо юм
Ri - молийн хугарлын өсөлт
CH 3 -CH 2 -COOH - пропионы хүчил
R m = 3Rc + 6Rн + Ро-гидрокс + Ро-карбокс =
3×2.418 + 6×1.10 + 1.325 + 2.211 = 17.59 см 3 /г-ат
Туршилтаар 17.68 см 3 / г-ат.
