विद्युत क्षेत्र में, एक आयन या एक अणु विकृत हो जाता है, अर्थात्। उनमें नाभिक और इलेक्ट्रॉनों का आपेक्षिक विस्थापन होता है। आयनों और अणुओं की इस विकृति को कहा जाता है polarizability. चूंकि बाहरी परत के इलेक्ट्रॉन परमाणु में सबसे कम मजबूती से बंधे होते हैं, इसलिए वे पहले स्थान पर विस्थापन का अनुभव करते हैं।

आयनों का ध्रुवीकरण, एक नियम के रूप में, धनायनों की तुलना में बहुत अधिक है।

इलेक्ट्रॉन के गोले की समान संरचना के साथ, आयन का ध्रुवीकरण कम हो जाता है क्योंकि सकारात्मक चार्ज बढ़ता है, उदाहरण के लिए, श्रृंखला में:

इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग के आयनों के लिए, इलेक्ट्रॉन परतों की संख्या के साथ ध्रुवीकरण बढ़ता है, उदाहरण के लिए: या
.

अणुओं की ध्रुवीकरण क्षमता उनके घटक परमाणुओं की ध्रुवीकरण क्षमता, ज्यामितीय विन्यास, बांडों की संख्या और बहुलता आदि द्वारा निर्धारित की जाती है। सापेक्ष ध्रुवीकरण के बारे में निष्कर्ष केवल समान रूप से निर्मित अणुओं के लिए संभव है जो एक परमाणु से भिन्न होते हैं। इस मामले में, अणुओं के ध्रुवीकरण में अंतर को परमाणुओं के ध्रुवीकरण में अंतर से आंका जा सकता है।

विद्युत क्षेत्र को आवेशित इलेक्ट्रोड और आयन दोनों द्वारा बनाया जा सकता है। इस प्रकार, आयन स्वयं अन्य आयनों या अणुओं पर एक ध्रुवीकरण प्रभाव (ध्रुवीकरण) लगा सकता है। आयन का ध्रुवण प्रभाव उसके आवेश में वृद्धि और त्रिज्या में कमी के साथ बढ़ता है।

आयनों का ध्रुवीकरण प्रभाव, एक नियम के रूप में, धनायनों की तुलना में बहुत कम है। यह धनायनों की तुलना में बड़े आकार के आयनों के कारण है।

अणुओं का ध्रुवीकरण प्रभाव होता है यदि वे ध्रुवीय होते हैं; ध्रुवीकरण प्रभाव जितना अधिक होता है, अणु का द्विध्रुवीय क्षण उतना ही अधिक होता है।

श्रृंखला में ध्रुवीकरण क्षमता बढ़ जाती है, क्योंकि। त्रिज्या बढ़ती है और आयन द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र घटता है।

हाइड्रोजन बंध

हाइड्रोजन बांड एक विशेष प्रकार का रासायनिक बंधन है। यह ज्ञात है कि F, O, N जैसे प्रबल विद्युत ऋणात्मक अधातुओं वाले हाइड्रोजन यौगिकों में असामान्य रूप से उच्च क्वथनांक होते हैं। यदि श्रृंखला में H 2 Te - H 2 Se - H 2 S का क्वथनांक स्वाभाविक रूप से कम हो जाता है, तो H 2 S से H 2 O के संक्रमण में इस तापमान में वृद्धि के लिए एक तेज उछाल है। हाइड्रोहेलिक एसिड की श्रृंखला में भी यही तस्वीर देखी गई है। यह एच 2 ओ अणुओं और एचएफ अणुओं के बीच एक विशिष्ट बातचीत की उपस्थिति को इंगित करता है। इस तरह की बातचीत से अणुओं को एक दूसरे से अलग करने में बाधा आनी चाहिए, यानी। उनकी अस्थिरता को कम करें, और, परिणामस्वरूप, संबंधित पदार्थों के क्वथनांक को बढ़ाएं। ईआर में बड़े अंतर के कारण, एच-एफ, एच-ओ, और एच-एन रासायनिक बंधन अत्यधिक ध्रुवीकृत होते हैं। इसलिए, हाइड्रोजन परमाणु में एक सकारात्मक प्रभावी चार्ज (δ +) होता है, और एफ, ओ और एन परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन घनत्व अधिक होता है, और वे नकारात्मक चार्ज ( -) होते हैं। कूलम्ब आकर्षण के कारण, एक अणु का धनावेशित हाइड्रोजन परमाणु दूसरे अणु के विद्युत ऋणात्मक परमाणु के साथ परस्पर क्रिया करता है। इसके कारण अणु एक-दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं (बोल्ड डॉट्स हाइड्रोजन बॉन्ड को दर्शाते हैं)।

हाइड्रोजनऐसा बंधन कहलाता है, जो हाइड्रोजन परमाणु के माध्यम से बनता है, जो दो जुड़े कणों (अणुओं या आयनों) में से एक का हिस्सा होता है। हाइड्रोजन बांड ऊर्जा ( 21–29 kJ/mol or 5–7 किलो कैलोरी/मोल) लगभग 10 गुना कमएक साधारण रासायनिक बंधन की ऊर्जा। और फिर भी, हाइड्रोजन बंधन डिमेरिक अणुओं (एच 2 ओ) 2, (एचएफ) 2 और फॉर्मिक एसिड के जोड़े में अस्तित्व का कारण बनता है।

एचएफ, एचओ, एचएन, एचसीएल, एचएस परमाणुओं के संयोजन की एक श्रृंखला में, हाइड्रोजन बांड ऊर्जा कम हो जाती है। बढ़ते तापमान के साथ यह भी कम हो जाता है, इसलिए वाष्प अवस्था में पदार्थ केवल कुछ हद तक हाइड्रोजन बंधन प्रदर्शित करते हैं; यह तरल और ठोस अवस्था में पदार्थों की विशेषता है। पानी, बर्फ, तरल अमोनिया, कार्बनिक अम्ल, अल्कोहल और फिनोल जैसे पदार्थ डिमर, ट्रिमर और पॉलिमर में जुड़े हुए हैं। तरल अवस्था में, डिमर सबसे अधिक स्थिर होते हैं।

आयनोव, दूसरे पर - polarizability.

धनायन की ध्रुवीकरण क्रिया।आयन की इलेक्ट्रॉनिक संरचना, आवेश के परिमाण और त्रिज्या पर निर्भर करता है। ध्रुवीकरण प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण होगा, त्रिज्या जितना छोटा होगा, बाहरी इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स की मुख्य क्वांटम संख्या और चार्ज जितना बड़ा होगा।

उदाहरण के लिए:एक मजबूत ध्रुवीकरण प्रभाव आवर्त सारणी की पहली पंक्तियों के उद्धरणों की विशेषता है।

आयनों का ध्रुवीकरण।धनायनों के ध्रुवीकरण प्रभाव के समान कारकों पर निर्भर करता है। आयनों की त्रिज्या और आवेश जितना बड़ा होता है, उतना ही अधिक ध्रुवीकरण होता है।

धनायन का ध्रुवीकरण प्रभाव इलेक्ट्रॉन बादल को आयनों से दूर खींचना है। नतीजतन, सहसंयोजक की डिग्री बढ़ जाती है, बंधन की आयनिकता कम हो जाती है, अर्थात बंधन सहसंयोजक ध्रुवीय हो जाता है।

आयनों का ध्रुवीकरण एक सहसंयोजक बंधन के ध्रुवीकरण के प्रभाव के विपरीत है।

ध्रुवीकरण और इसके गुण

परिभाषा 2

polarizability- बाहरी विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत किसी पदार्थ की विद्युत द्विध्रुवीय क्षण प्राप्त करने की क्षमता। यह एक कण के इलेक्ट्रॉन बादल को दूसरे आयन के इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र की कार्रवाई के तहत विकृत करने की क्षमता है। आयन की ध्रुवीकरण क्रिया इस क्षेत्र की तीव्रता को निर्धारित करेगी।

ध्रुवीकरण एक बाहरी विद्युत क्षेत्र की क्रिया के परिणामस्वरूप एक अणु की ध्रुवीय बनने की क्षमता की विशेषता है। यौगिक भी एक दूसरे पर अणुओं की क्रिया द्वारा ध्रुवीकृत होता है, उदाहरण के लिए, रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान।

ध्रुवीकरण का परिणाम संचार में पूर्ण विराम हो सकता है। इस मामले में, परमाणुओं में से एक के लिए बाध्यकारी इलेक्ट्रॉन जोड़ी का संक्रमण होता है और विपरीत आयन बनते हैं। ऐसे आयनों के निर्माण के साथ असममित बंधन को तोड़ने को हेटेरोलाइटिक कहा जाता है:

चित्र 1।

ध्रुवीकरण के कारण हो सकता है:

विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत इलेक्ट्रॉनों या परमाणु नाभिक का विस्थापन;

अणु की ज्यामिति में परिवर्तन;

अणु का घूर्णन;

पड़ोसी मुक्त क्रिस्टलोग्राफिक स्थिति (स्कैनवी ध्रुवीकरण), आदि के लिए एक आयन का विस्थापन।

आयनों का ध्रुवीकरण आयन की इलेक्ट्रॉनिक संरचना, उसके आवेश और आकार पर निर्भर करता है। आवर्त प्रणाली के प्रत्येक उपसमूह में, तत्व आयनों की ध्रुवीकरण क्षमता उनके परमाणु क्रमांक में वृद्धि के साथ बढ़ती है।

आयनों का ध्रुवीकरण प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण है:

आयन का इलेक्ट्रॉन खोल अधिक स्थिर होता है;

अधिक शुल्क;

छोटे आयन त्रिज्या।

ध्रुवीकरण बढ़ जाता है:

एक अणु (परमाणु) के आकार में वृद्धि के साथ;

बढ़ती परमाणु संख्या के साथ;

परमाणु की उत्तेजना की आसानी में वृद्धि।

उदाहरण के लिए:ऑक्टेन हेक्सेन की तुलना में अधिक ध्रुवीकरण योग्य है क्योंकि इसमें अधिक इलेक्ट्रॉन होते हैं। लेकिन हेक्साडीन भी हेक्सेन की तुलना में अधिक ध्रुवीकरण योग्य होगा, जो कि हेक्साडीन में मोबाइल $\pi $ इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण है। और $\pi $-इलेक्ट्रॉन $\sigma $-electrons की तुलना में विद्युत क्षेत्र में परिवर्तन के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं।

ध्रुवीकरण प्रभावित करता है:

गैस चरण में अणुओं की अम्लता और क्षारकता;

लुईस एसिड और बेस की कठोरता;

न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन की दर।

अणुओं के ध्रुवीकरण की गणना

ध्रुवीकरण एक प्रेरित द्विध्रुवीय क्षण $\mu_(ind)$ के रूप में प्रकट होता है; कण (इलेक्ट्रॉनों और नाभिक के विस्थापन के परिणामस्वरूप)।

प्रेरित द्विध्रुवीय क्षण बाहरी विद्युत क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होता है:

$\mu_(ind) = \alpha \cdot \varepsilon_0 \cdot E$,

जहां $\mu_ind$ प्रेरित द्विध्रुवीय क्षण है, डी;

$\alpha $ - आनुपातिकता का गुणांक - कण ध्रुवीकरण, $\frac(Kl \cdot f (m^2))(B)$;

$E$ - विद्युत क्षेत्र की ताकत, $B$।

आयनों के लिए, ध्रुवीकरण उनकी त्रिज्या के घन के समानुपाती होता है।

एक विद्युत क्षेत्र में, एक स्थिर द्विध्रुवीय क्षण के साथ एक ध्रुवीय अणु में एक अतिरिक्त प्रेरित द्विध्रुवीय क्षण होता है। फिर कुल सापेक्ष पारगम्यता को ध्यान में रखा जाता है। यह व्यक्त किया गया है डेबी समीकरण:

$N(\frac(\alpha + \mu^2)(3\varepsilon_0kT))=3(\varepsilon-1)(\varepsilon+2)$,

जहाँ $N$ नमूने के प्रति इकाई आयतन में अणुओं की संख्या है;

$\alpha $ - अणु की ध्रुवीकरण क्षमता;

$\varepsilon_0$ - अणु का स्थायी द्विध्रुवीय क्षण;

$k$ - बोल्ट्ज़मान स्थिरांक;

$ टी $ - पूर्ण तापमान।

यदि हम इस समीकरण के दाहिने पक्ष की निर्भरता को $\frac(1)(T)$ पर आलेखित करते हैं, तो

कोई $\frac(\mu^2)(3\varepsilon_0k)$ निर्धारित कर सकता है और इसलिए अणु का निरंतर द्विध्रुवीय क्षण। ध्रुवीकरण y-अक्ष पर $\frac(1)(T) = 0$ पर कटे हुए खंड द्वारा निर्धारित किया जाता है।

बहुत अधिक तापमान पर, द्विध्रुव इतनी तेजी से घूमता है कि इसका परिमाण शून्य हो जाता है और केवल प्रेरित द्विध्रुवीय रहता है। यह उस क्षेत्र की दिशा में स्थित है जो इसे प्रेरित करता है और इसे उच्चतम तापमान पर संरक्षित किया जा सकता है।

पदार्थों के गुणों पर ध्रुवीकरण का प्रभाव।

ध्रुवीकरण पदार्थों के कुछ गुणों की व्याख्या कर सकता है:

घुलनशीलता।

उदाहरण के लिए:सिल्वर क्लोराइड $AgCl$ सोडियम क्लोराइड $NaCl$ या पोटेशियम क्लोराइड $KCl$ की तुलना में पानी में बहुत कम घुलनशील है। सिल्वर आयन $Ag^+$ की त्रिज्या सोडियम $Na^+$ और पोटेशियम $K^+$ आयनों की त्रिज्या के अनुरूप है, लेकिन सिल्वर आयन की ध्रुवीकरण क्षमता बहुत अधिक है (इसमें $18$ इलेक्ट्रॉन हैं बाहरी स्तर) सोडियम और पोटेशियम आयनों की तुलना में। इसलिए, सिल्वर क्लोराइड में आंतरिक दूरी कम होती है, और सोडियम और पोटेशियम क्लोराइड के अणुओं की तुलना में बंधन तोड़ने वाली ऊर्जा अधिक होती है।

पिघलने का तापमान।आयनों का पारस्परिक ध्रुवीकरण क्रिस्टल के विनाश में योगदान देता है। इस मामले में, पिघलने का तापमान कम हो जाता है, और जितना अधिक होता है, उतना ही अधिक क्रिस्टल जाली विकृत होता है।

उदाहरण के लिए:रुबिडियम फ्लोराइड $RbF$ और टाइटेनियम $TiF$ के अणुओं में धनायनों की त्रिज्या समान होती है, लेकिन टाइटेनियम आयन $Ti^+$ अधिक दृढ़ता से ध्रुवीकृत होता है और इसलिए फ्लोरीन आयन $F^ पर एक मजबूत ध्रुवीकरण प्रभाव पड़ता है। - रुबिडियम आयन से $Rb^+$। रूबिडियम फ्लोराइड का गलनांक $798^\circ C$, और mp है। टाइटेनियम फ्लोराइड $327^\circ C$।

पृथक्करण तापमान।तापमान में वृद्धि से ध्रुवीकरण प्रक्रिया को सुगम बनाया जाएगा। इस मामले में, आयन दोलनों का आयाम बढ़ जाता है, जो कभी-कभी पदार्थ की संरचना की पुनर्व्यवस्था की ओर जाता है। एक बहुरूपी परिवर्तन देखा जाता है। गर्म होने पर, आयनों से एक धनायन में इलेक्ट्रॉनों का पूर्ण संक्रमण भी संभव है - पदार्थ का थर्मल पृथक्करण होता है। ध्रुवीकरण प्रभाव जितना मजबूत होगा, पृथक्करण तापमान उतना ही कम होगा।

उदाहरण के लिए:किसी दिए गए धनायन $MCl - MI$ और दिए गए nion $NaГ - LiГ$ के यौगिकों की श्रृंखला में, अपघटन तापमान कम हो जाएगा।

अणुओं की संरचना निर्धारित करने के लिए, उनकी बुनियादी विद्युत और ऑप्टिकल विशेषताओं को जानना आवश्यक है। सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएं ध्रुवीकरण और द्विध्रुवीय क्षण हैं। एक अणु का द्विध्रुवीय क्षण इसकी महत्वपूर्ण भौतिक विशेषता है, जो सीधे इसकी संरचना से संबंधित है और ध्रुवीय अणुओं की बातचीत को निर्धारित करता है, साथ ही बाहरी विद्युत क्षेत्र में उनका अभिविन्यास भी निर्धारित करता है, जो बदले में निर्धारित करता है पदार्थ के ढांकता हुआ गुण .

एक अणु की ऊर्जा का सबसे महत्वपूर्ण घटक इलेक्ट्रॉनिक है, जो आंतरिक दूरी का एक कार्य है और, नाभिक की गति के संबंध में, संभावित ऊर्जा की भूमिका निभाता है और एक डायटोमिक अणु के लिए संभावित वक्र में परिलक्षित होता है। (चित्र। 4.7)।

बाध्यकारी ऊर्जा का अनुमान संभावित कुएं की गहराई से लगाया जा सकता है (डी)स्थितिज ऊर्जा वक्र पर ई (आर).

पानी के अणु में, ऑक्सीजन परमाणु में दो अयुग्मित p-इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो एक दूसरे से समकोण (90 0) पर स्थित दो कक्षकों पर कब्जा कर लेते हैं। हाइड्रोजन परमाणुओं में से प्रत्येक में एक s-इलेक्ट्रॉन होता है। पानी का अणु दो p-इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स और दो s-ऑर्बिटल्स को ओवरलैप करके बनता है। इसके अलावा, गठित दो सहसंयोजक बंधों को 90 0 का कोण बनाना चाहिए (चित्र। 4.8)।

वास्तव में, अणुओं में बंधों के बीच का कोण:

एच 2 ओ - 104.5 0, एच 2 एस - 92 0, एच 2 से - 91 0।

चावल। 4.8. पानी के अणु में रासायनिक बंधों के निर्माण की योजना

90 0 से बंधों के बीच के कोण के विचलन को बंधन की ध्रुवता द्वारा समझाया जा सकता है क्या वो, अर्थात। इलेक्ट्रॉन जोड़ी, जिसके कारण बंधन बनता है, ऑक्सीजन परमाणु की ओर खींचा जाता है। नतीजतन, हाइड्रोजन परमाणुओं में कुछ सकारात्मक चार्ज होता है; धनात्मक आवेशों के प्रतिकर्षण से बंधों के बीच के कोण में वृद्धि होती है। संबंध एच-एसकम ध्रुवीय, इसलिए विचलन कम है। पानी और हाइड्रोजन सल्फाइड अणुओं की संरचना का यह स्पष्टीकरण उदाहरण है, लेकिन कुछ हद तक सरल है।

एक रासायनिक बंधन की ध्रुवीयता।कोई भी अणु धनात्मक आवेशित परमाणु नाभिक और ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉन बादल का संग्रह होता है। यदि अणु में इलेक्ट्रॉन बादल का वितरण ऐसा है कि नाभिक के धनात्मक आवेशों के विद्युत केंद्र और इलेक्ट्रॉन बादल के ऋणात्मक आवेश एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित हो जाते हैं, तो अणु प्रतिनिधित्व करता है द्विध्रुवीय और बुलाया ध्रुवीय

ध्रुवता का माप द्विध्रुव आघूर्ण का परिमाण है, जो आवेश के गुणनफल के बराबर होता है क्यूदूरी पर मैंआरोपों के बीच

– एक सदिश राशि, ऋणात्मक आवेश के केंद्र से धनात्मक आवेश के केंद्र की ओर निर्देशित एक तीर द्वारा निरूपित की जाती है।

निष्कर्ष: अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व की विषमता के कारण, द्विध्रुव आघूर्ण. इलेक्ट्रॉन घनत्व वितरण की विषमता अणु की रासायनिक प्रकृति और संरचना के कारण होती है, अर्थात। यह किस परमाणु से बनता है, रासायनिक बंधों की प्रकृति क्या है, बंधन की लंबाई, दिशा क्या है; क्या कक्षकों का संकरण होता है, असहभाजित इलेक्ट्रॉन युग्मों की उपस्थिति।

अंजीर पर। 4.9 द्विपरमाणुक अणु में द्विध्रुव आघूर्ण की घटना को दर्शाता है एबी:

चावल। 4.9. द्विपरमाणुक अणु का द्विध्रुव आघूर्ण

द्विध्रुवीय क्षण का मापन अणु के संतुलन विन्यास की समरूपता का एक विचार दे सकता है।

अणुओं के द्विध्रुवीय क्षणों की गणना करते समय, व्यक्तिगत बंधों के द्विध्रुवीय क्षणों का अक्सर उपयोग किया जाता है।

योगदो वैक्टर का उत्पादन किया जा सकता है रेखांकन समांतर चतुर्भुज नियम के अनुसार

या विश्लेषणात्मक सूत्र (4.2) द्वारा, जो कोसाइन प्रमेय को व्यक्त करता है:

, (4.2)

जहाँ j दो ध्रुवीय रासायनिक बंधों के बीच का कोण है;

1 और 2 द्विध्रुवीय क्षण हैं।

वेक्टर जोड़ का परिणाम अणु में ध्रुवीय बंधों की व्यवस्था में समरूपता पर निर्भर करता है। इस मामले में, व्यक्तिगत बांडों के द्विध्रुवीय क्षणों का आंशिक और पूर्ण पारस्परिक मुआवजा भी हो सकता है। सममित रूप से निर्मित अणुओं में, कोई द्विध्रुवीय क्षण नहीं होता है, हालांकि कुछ बंधन ध्रुवीय होते हैं।

उदाहरण के लिए, सीओ 2, सीएस 2, सीसीएल 4 अणु।

तो, अणु और बंधन जिनमें विद्युत आवेशों का असममित वितरण होता है, कहलाते हैं ध्रुवीय . ध्रुवीय अणुओं में 0 (¹ 0) के अलावा एक द्विध्रुवीय क्षण होता है।

वेक्टर योजना के अनुसार जटिल कार्बनिक अणुओं के द्विध्रुवीय क्षणों की गणना करते समय, नहीं का उपयोग करना बेहतर होता है व्यक्तिगत बंधन के क्षण , लेकिन तथाकथित समूह क्षण एक फिनाइल (सी 6 एच 5) या मिथाइल रेडिकल (सीएच 3) से जुड़े परमाणुओं (प्रतिस्थापन) एक्स के एक या दूसरे समूह वाले अणु के द्विध्रुवीय क्षण के वेक्टर के मूल्य और दिशा की विशेषता है।

समूह द्विध्रुवीय क्षणएक प्लस चिह्न सौंपा गया है यदि सी 6 एच 5 एक्स (या सीएच 3 एक्स) अणु के डीपोल का सकारात्मक ध्रुव एक्स प्रतिस्थापन पर है (इलेक्ट्रॉन-दाता प्रतिस्थापन सीएच 3, सीएच 3 ओ, एनएच 2, आदि हैं) .

इसके विपरीत, जो समूह ऋणात्मक आवेश के केंद्र होते हैं, उन्हें समूह क्षण के ऋणात्मक मान की विशेषता होती है (इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले पदार्थ -Cl, Br, NO 2, आदि)।

दो प्रतिस्थापन X 1 और X 2 वाले अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण की गणना सूत्र के अनुसार की जाती है:

जहां: एम 1, एम 2 - प्रतिस्थापन के समूह क्षण;

q प्रतिस्थापक के समूह आघूर्ण सदिश और पड़ोसी कार्बन परमाणु के साथ बंध की दिशा के बीच का कोण है;

j प्रतिस्थापकों C-X 1 और C-X 2 की बंध दिशाओं के बीच का कोण है।

आइए हम किसी पदार्थ को एक संधारित्र, एक ध्रुवीय अणु, एक आयन द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्र में रखें। इस मामले में, एक क्षेत्र की अनुपस्थिति में अणु के नकारात्मक और सकारात्मक चार्ज उनके गुरुत्वाकर्षण केंद्रों के सापेक्ष स्थानांतरित हो जाते हैं। एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में परमाणु, अणु, आयन जो परिवर्तन करते हैं, उन्हें ध्रुवीकरण कहा जाता है ( पी)।

अंतर करना:

इलेक्ट्रॉनिक ध्रुवीकरण - पी एल;

परमाणु ध्रुवीकरण - पी पर;

ओरिएंटल ध्रुवीकरण - पी सेशन।

इसके अलावा, कुल ध्रुवीकरण P सभी प्रकार के ध्रुवीकरण के योग के रूप में पाया जाता है।

पी \u003d पी एल + पी और + पी सेशन (4.3)

विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति में, धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों के केंद्र संपाती होते हैं और द्विध्रुव आघूर्ण = 0 (देखिए आकृति 4)

चावल। 4.10. व्यवहार पर एक निरंतर विद्युत क्षेत्र का प्रभाव

गैर-ध्रुवीय अणु

एक विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत, आवेश एक दूसरे के सापेक्ष दूरी से विस्थापित हो जाते हैं मैं, अर्थात। ध्रुवीकरण होता है।

कण में है प्रेरित किया (या प्रेरित) द्विध्रुव आघूर्ण

इंडस्ट्रीज़ = क्यू ×, (4.4)

जो अभिनय विद्युत क्षेत्र की तीव्रता पर निर्भर करता है इ.

इस निर्भरता को शक्तियों में विस्तार की एक श्रृंखला के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:

इंडस्ट्रीज़ = एई + बीई 2 + +। . .

छोटे पर इ, जो ध्रुवीय अणुओं या आयनों द्वारा निर्मित विद्युत क्षेत्रों के मामले में है, हम स्वयं को पहले पद तक सीमित कर सकते हैं, अर्थात।

इंडस्ट्रीज़ = एई (4.5)

आनुपातिकता कारक एबुलाया ध्रुवीकरण यह अणुओं की ध्रुवीकरण करने की मात्रात्मक क्षमता को दर्शाता है और दिखाता है कि ई = 1 वी की क्षेत्र शक्ति पर किस प्रकार का द्विध्रुवीय क्षण बनाया जाता है।

जितना बड़ा a, अणु उतना ही आसान ध्रुवीकृत होता है।

सीजीएस सिस्टम में ध्रुवीकरण की मात्रा का आयाम है

; [ए] = सेमी 3 या एम 3

ध्रुवीकरण मूल्यअणुओं में 1A 3 (1A 3 \u003d 10 -30 m 3 \u003d 10 -24 सेमी 3) का क्रम होता है और इलेक्ट्रॉन बादल की मात्रा की विशेषता है, अर्थात। polarizability आकार में लगभग बराबर अणु की मात्रा . ये है ध्रुवीकरण का भौतिक अर्थ . हालाँकि, SI प्रणाली में, यह दृश्यता एखो गया है, क्योंकि एसआई प्रणाली में, आयाम

[ए] =

कण विरूपण से जुड़े ध्रुवीकरण को विरूपण ध्रुवीकरण कहा जाता है। यह उनकी प्रारंभिक स्थिति के सापेक्ष इलेक्ट्रॉन बादल और नाभिक के विस्थापन की विशेषता है।

विरूपण ध्रुवीकरण में इलेक्ट्रॉनिक और परमाणु घटक होते हैं:

ए डीईएफ़ = ए एल + ए (4.6)

नाभिक इलेक्ट्रॉनों की तुलना में कम गतिशील होते हैं। इसलिए, परमाणु ध्रुवीकरण की अक्सर उपेक्षा की जाती है, अर्थात। एक डीईएफ़ » ए एल।

अणुओं के लिए, विरूपण ध्रुवीकरण अलग-अलग दिशाओं में भिन्न हो सकता है, अर्थात। प्रकट संपत्ति असमदिग्वर्ती होने की दशा ध्रुवीकरण और ध्रुवीकरण का उच्चतम मूल्य रासायनिक बंधों की दिशा में देखा जाता है।

क्योंकि गैर-ध्रुवीय एक विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत अणु, इलेक्ट्रॉन बादल और नाभिक विस्थापित होते हैं, तो कुल ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉनिक और परमाणु के ध्रुवीकरण का योग होगा, अर्थात। विरूपण ध्रुवीकरण है पी डीईएफ़.

पी \u003d पी डीईएफ़ \u003d पी एल + पी (4.7) पर

किसी पदार्थ के मोल प्रति ध्रुवण को कहते हैं दाढ़ ध्रुवीकरण . सांख्यिकीय गणना से पता चलता है कि पदार्थ का विरूपण ध्रुवीकरण

पी डीईएफ़ \u003d 4/3 पी एन ए ए डीईएफ़, (4.8)

जहाँ N A अवोगाद्रो की संख्या (6.02 × 10 23) है।

जैसा कि इस सूत्र से देखा जा सकता है, दाढ़ ध्रुवीकरण पदार्थ के एक मोल के आयतन के बराबर। इकाई: [पी] = एम 3 / मोल।

ध्रुवीय अणुओं के समूह में एच 2 ओ, एनएच 3, अल्कोहल, कीटोन, कार्बनिक अम्ल, हैलोजन डेरिवेटिव, सुगंधित यौगिक आदि शामिल हैं।

एक अणु में तटस्थ, सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित कण होते हैं। दो प्रकार के अणु होते हैं - एक सममित आवेश वितरण (H 2, CH 4, C 6 H 6, आदि) और असममित (HX, CH 3 X, C 6 H 5 X; X हैलोजन है) के साथ। ये गैर-ध्रुवीय और ध्रुवीय अणु हैं। एक ध्रुवीय अणु को द्विध्रुव या द्विध्रुव भी कहा जाता है।

ध्रुवीयअणुओं में कुछ स्थायी द्विध्रुवीय क्षण होते हैं 0 . एक विद्युत क्षेत्र में, वे विरूपण ध्रुवीकरण का भी अनुभव करेंगे, जिससे उनके द्विध्रुवीय क्षण में वृद्धि होगी, अर्थात। एक विद्युत क्षेत्र में, एक ध्रुवीय अणु के द्विध्रुवीय क्षण में दो घटक होते हैं: आंतरिक द्विध्रुवीय क्षण 0 और प्रेरित (प्रेरित) सिंधु

0 + इंडस्ट्रीज़ (4.9)

बाहरी क्षेत्र (E = 0) की अनुपस्थिति में, ध्रुवीय अणुओं के द्विध्रुवीय क्षण अणुओं की तापीय गति के कारण यादृच्छिक रूप से निर्देशित होते हैं।

विपरीत आवेशों के इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के परिणामस्वरूप ध्रुवीय अणु एक दूसरे के सापेक्ष उन्मुख होते हैं।

थर्मल गति क्षेत्र की ताकत की तर्ज पर ध्रुवीय अणुओं के उन्मुखीकरण को रोक देगी। इसलिए, बढ़ते तापमान के साथ, प्राच्य ध्रुवीकरण कम हो जाता है।

जब एक प्रेरित द्विध्रुवीय क्षण होता है, विरूपण ध्रुवीकरण होता है पी डीईएफ़. इस प्रकार, एक स्थिर विद्युत क्षेत्र में ध्रुवीय अणु अभिविन्यास और विरूपण दोनों ध्रुवीकरण से गुजरते हैं।

इस मामले में, कुल दाढ़ ध्रुवीकरण

पी \u003d पी या + पी डीईएफ़ \u003d पी या + पी एल + पी (4.10)

के लिए ध्रुवीय अणु डेबी ने निम्नलिखित संबंध व्युत्पन्न किया = , (4.11)

जहाँ 0 ध्रुवीय अणु का आंतरिक द्विध्रुव आघूर्ण है;

k बोल्ट्ज़मान स्थिरांक है, जो 1.38×10 -23 J/K के बराबर है;

टी डिग्री केल्विन में सिस्टम का पूर्ण तापमान है;

a अणुओं का विरूपण ध्रुवीकरण है।

के लिए गैर-ध्रुवीय अणु पहले से ही समीकरण लिखा है

पी \u003d 4/3 पीएन ए ए।

सूत्रों की तुलना (4.8), (4.10), हम प्राप्त करते हैं

पी डीईएफ़ \u003d 4/3 पीएन ए ए

पी ऑप \u003d 4/3 पीएन ए (4.12)

व्यंजक (4.12) कहलाता है डेबी समीकरण .

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ओरिएंटल और विरूपण ध्रुवीकरण के लिए अभिव्यक्ति केवल तभी मान्य होती है जब द्विध्रुव एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं। यह तब संभव है जब अणुओं के बीच की दूरी बड़ी हो, अर्थात। गैसों में या गैर-ध्रुवीय सॉल्वैंट्स में ध्रुवीय पदार्थों के तनु विलयनों में।

अणुओं की संरचना निर्धारित करने के लिए, उनकी बुनियादी विद्युत और ऑप्टिकल विशेषताओं को जानना आवश्यक है। ऐसी विद्युत विशेषताएँ ध्रुवीकरण हैं एऔर द्विध्रुवीय क्षण एम. अणुओं की इन विशेषताओं का अध्ययन इलेक्ट्रॉन घनत्व और इलेक्ट्रॉन गतिशीलता के वितरण के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करता है।

polarizability एऔर द्विध्रुवीय क्षण एमअणुओं की गणना आसानी से पारगम्यता डेटा से की जा सकती है इऔर अपवर्तक सूचकांक एनपदार्थ जो पदार्थ के ध्रुवीकरण से जुड़े हैं।

ढांकता हुआ स्थिरांक इतरल अणुओं के विद्युत गुणों को दर्शाता है और कैपेसिटर की क्षमता के अनुपात के बराबर है:

जहाँ C 0 एक एयर कंडेनसर की धारिता है;

C परीक्षण पदार्थ से भरे संधारित्र की धारिता है।

यह मान दर्शाता है कि विद्युत क्षेत्र की शक्ति कितनी बार घटती है इनिर्वात की तुलना में पदार्थ के ध्रुवण के कारण (ई0) ।

किसी अणु के प्रकाशिक गुण अपवर्तनांक के मान से निर्धारित होते हैं।

अपवर्तनांक आपतित विकिरण की तरंगदैर्घ्य और तापमान पर निर्भर करता है। मैक्सवेल द्वारा खोजे गए अपवर्तनांक और पदार्थ की पारगम्यता के बीच एक संबंध है:

जितना अधिक ध्रुवीकरण, उतना ही अधिक इ. निर्वात की पारगम्यता को एकता (e 0 = 1) के रूप में लिया जा सकता है।

कूलम्ब के नियम F से = यह इस प्रकार है कि किसी भी माध्यम में आवेशों के बीच परस्पर क्रिया का बल इनिर्वात की तुलना में कई गुना छोटा। यह कमी पदार्थ के भीतर ध्रुवीकरण के कारण होती है, अर्थात। इध्रुवीकरण से संबंधित होना चाहिए एऔर ध्रुवीकरण पी.

इन राशियों के बीच ऐसा संबंध क्लॉसियस और मोसोटी द्वारा एक गैर-ध्रुवीय ढांकता हुआ के लिए स्थापित किया गया था।

, (4.13)

जहाँ N A अवोगाद्रो की संख्या है;

एम पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान है;

पदार्थ का घनत्व है।

नापा हुआ आरऔर इ, गैर-ध्रुवीय अणुओं के झुकने वाले ध्रुवीकरण की गणना करना संभव है। जानने आरऔर इविभिन्न तापमानों पर, यह स्थापित किया जा सकता है कि ध्रुवीकरण तापमान पर निर्भर करता है या नहीं।

ध्रुवीय अणुओं से युक्त पदार्थों के लिए, डेबी-लैंग्विन समीकरण (1912) प्राप्त किया गया था, जो आंतरिक द्विध्रुवीय क्षण को ध्यान में रखता है 0 अणु। डेबी-लैंग्विन समीकरण ध्रुवीय गैसों के लिए व्युत्पन्न किया गया था।

polarizability

polarizability

परमाणु, आयन, अणु, इन h-c की विद्युत में p प्राप्त करने की क्षमता (देखें DIPOLE)। E. p का प्रकटन विद्युत के विस्थापन के कारण होता है। में शुल्क। क्षेत्र ई की कार्रवाई के तहत सिस्टम; ऐसा प्रेरित क्षण p गायब हो जाता है जब क्षेत्र को बंद कर दिया जाता है; पी की अवधारणा, एक नियम के रूप में, उन लोगों को संदर्भित नहीं करती है जिनके पास कोई पद है। उदाहरण के लिए, द्विध्रुवीय क्षण। ध्रुवीय अणुओं के लिए।

अपेक्षाकृत कमजोर क्षेत्रों में, E पर p की निर्भरता रैखिक होती है:

जहां एक मात्रा है, yavl। मात्रा। माप पी। और बुलाया। P भी। कुछ अणुओं के लिए, P का मान E (ऐनिसोट्रोपिक P.) की दिशा पर निर्भर हो सकता है। मजबूत क्षेत्रों में, p(E) निर्भरता रैखिक नहीं रह जाती है।

एफ-ले (1) ई-इलेक्ट्रिक में। h-tsy, यानी स्थानीय क्षेत्र के स्थान पर क्षेत्र; एक पृथक h-tsy के लिए, यह ext के साथ मेल खाता है। एवनेश क्षेत्र; एक तरल या क्रिस्टल में, Eint को Evnesh में जोड़ा जाता है, जो अन्य के आसपास के आवेशों द्वारा निर्मित होता है। एच-टीएस।

जब फ़ील्ड को चालू किया जाता है, तो p तुरंत प्रकट नहीं होता है, पल p की स्थापना p-c की प्रकृति और पर्यावरण पर निर्भर करती है। स्थिर क्षेत्र स्थिर है। मान पी। चर क्षेत्र ई में, उदाहरण के लिए। सामंजस्यपूर्ण रूप से बदल रहा है। कानून, पी। इसकी आवृत्ति डब्ल्यू और बसने के समय टी पर निर्भर करता है। पर्याप्त रूप से कम डब्ल्यू और कम टी पर, पल पी को चरण में ई और पी में परिवर्तन के साथ सेट किया जाता है। स्थिर के साथ मेल खाता है। पी। बहुत उच्च डब्ल्यू और बड़े टी पर, पल पी बिल्कुल भी उत्पन्न नहीं हो सकता है (व्यक्ति क्षेत्र को "महसूस नहीं करता")। मध्यवर्ती मामलों में (विशेषकर जब w» 1/t), फैलाव और अवशोषण की घटनाएं देखी जाती हैं।

अनेक भेद करें। पी के प्रकार इलेक्ट्रॉनिक पी। इलेक्ट्रॉन के गोले के क्षेत्र ई में एक बदलाव के कारण है। नाभिक; और लगभग n और I P। (आयनिक क्रिस्टल में) - संतुलन की स्थिति से विपरीत आयनों की विपरीत दिशाओं में बदलाव के साथ; परमाणु पी। विभिन्न प्रकार के परमाणुओं के अणु में बदलाव के कारण होता है (यह अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व के असममित वितरण से जुड़ा होता है)। इस प्रकार के पी की तापमान निर्भरता कमजोर है: पी के तापमान में वृद्धि के साथ, कई। घटता है।

भौतिकी टीवी में। और पी के तहत तरल डाइलेक्ट्रिक्स cf को समझते हैं। पी। (ढांकता हुआ आर का ध्रुवीकरण, प्रति घंटे और विद्युत क्षेत्र की ताकत की प्रति यूनिट की गणना: ए \u003d पी / एन, जहां एन प्रति यूनिट वॉल्यूम की संख्या है)। पी. ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स कहा जाता है। या ई एन टी ए टी आई ओ एन एन ओ वाई। एक क्षेत्र ई की कार्रवाई के तहत एक संभव से दूसरे में अपने एफ-टीएस के अचानक संक्रमण के दौरान डाइलेक्ट्रिक्स के ध्रुवीकरण को विश्राम ध्रुवीकरण शुरू करके वर्णित किया जा सकता है। इस प्रकार के ध्रुवीकरण की एक विशिष्ट विशेषता तापमान पर उनकी तीव्र निर्भरता है।

"पी" की अवधारणा डाइलेक्ट्रिक्स के भौतिकी में आवेदन प्राप्त हुआ, वे कहते हैं। भौतिकी और रसायन शास्त्र। अपेक्षाकृत सरल प्रणालियों के लिए, पी और मैक्रोस्कोपिक के बीच संबंध। उदाहरण के लिए, हर-कामी इन-वा का वर्णन किया गया है। इलेक्ट्रॉनिक पी।, लोरेंत्ज़ - लोरेंत्ज़ फॉर्मूला या क्लॉसियस - मोसोट्टी फॉर्मूला के लिए, और ओरिएंटल पी। - लैंगविन - डेबी फॉर्मूला को ध्यान में रखते हुए। इन और इसी तरह के f-l की मदद से, P को प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित करना संभव है। "P" की अवधारणा। कुछ ऑप्टिकल को समझाने और अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है। घटना (प्रकाश ध्रुवीकरण, प्रकाश प्रकीर्णन, ऑप्टिकल गतिविधि, प्रकाश का रमन प्रकीर्णन), साथ ही अंतर-आणविक अंतःक्रियाएं, विशेष रूप से बहुपरमाणुक अणुओं (विशेष रूप से, प्रोटीन) की प्रणालियों में।

भौतिक विश्वकोश शब्दकोश। - एम .: सोवियत विश्वकोश. . 1983 .

polarizability

परमाणु, आयन और अणु - इन कणों की विद्युत प्राप्त करने की क्षमता। द्विध्रुव आघूर्ण पी . बिजली में खेत इ . बिजली में क्षेत्र, परमाणु (अणु, आयन) बनाने वाले आवेश एक के सापेक्ष दूसरे से विस्थापित हो जाते हैं - कण प्रेरित प्रतीत होता है। द्विध्रुवीय क्षण, जो फ़ील्ड बंद होने पर गायब हो जाता है। पी। की अवधारणा, एक नियम के रूप में, एक स्थिर द्विध्रुवीय क्षण (उदाहरण के लिए, ध्रुवीय अणुओं के लिए) वाले कणों के लिए जिम्मेदार नहीं है। अपेक्षाकृत कमजोर विद्युत में खेत

गुणांक भी कहा जाता है पी।, वह उसकी मात्रा है। माप (मात्रा का आयाम है)। उदाहरण के लिए, परमाणु प्रणालियों के लिए। कुछ अणु, P. अनिसोट्रोपिक हो सकते हैं। इस मामले में, निर्भरता अधिक जटिल है:

जहां - सममित 2 रैंक, मैं,

पी.ई) रैखिक होना बंद हो जाता है।

पृथक के लिए मैंकण (उदाहरण के लिए, एक दुर्लभ गैस), क्षेत्र की ताकत (कण के स्थान पर क्षेत्र) का मूल्य बाहरी की ताकत के साथ मेल खाता है। क्षेत्र एक तरल या क्रिस्टल के कणों के लिए, k जोड़ा जाता है - दिए गए एक (स्थानीय क्षेत्र) के आसपास के अन्य कणों के आवेशों द्वारा निर्मित क्षेत्र।

जब फ़ील्ड चालू होता है, तो पल पी . तुरंत प्रकट नहीं होता है; निपटान समय पी प्रत्येक प्रकार के कणों के लिए उनके भौतिक के आधार पर भिन्न होता है। प्रकृति और विश्राम के समय की विशेषता है

नायब। ध्रुवता की अवधारणा को डाइलेक्ट्रिक्स के भौतिकी में लागू किया गया है। यहाँ यह माध्यम के ध्रुवीकरण को निर्धारित करता है आर,ढांकता हुआ संवेदनशीलता ढांकता हुआ। पारगम्यता सरलतम मामले में

(योग सभी पर लिया जाता है एनकण प्रति इकाई आयतन)। P. की अवधारणा का उपयोग अणुओं और भौतिक के भौतिकी में किया जाता है। रसायन विज्ञान। माप परिणाम पीऔर ऑप्टिकल किसी माध्यम के अभिलक्षणों में हमेशा उसके अवयवी कणों के P के बारे में जानकारी होती है।

स्थैतिक का मामला खेत इ स्थिर रूप से प्रतिक्रिया करता है। P का मान, जो कणों की महत्वपूर्ण व्यक्तिगत विशेषताओं में से एक है। एसी में खेत इ (उदाहरण के लिए, सरलतम मामले में, हार्मोनिक निर्भरता इ क्षेत्र दोलनों की आवृत्ति पर निर्भर करता है और इसे एक जटिल मात्रा के रूप में प्रस्तुत करना सुविधाजनक है:

ऐसे क्षेत्र में पी. के व्यवहार की विशिष्ट प्रकृति मुख्य रूप से विश्राम के समय पर निर्भर करती है।पर्याप्त रूप से कम आवृत्तियों और छोटे क्षणों पर पी क्षेत्र में परिवर्तन के साथ लगभग चरण में सेट किया गया है। बहुत अधिक या बड़े टॉर्क पर पी बिल्कुल नहीं हो सकता है; कण "महसूस नहीं करता" क्षेत्र की उपस्थिति, पी। अनुपस्थित है। मध्यवर्ती मामलों में (विशेष रूप से पर), फैलाव और अवशोषण की घटनाएं देखी जाती हैं, और निर्भरता स्पष्ट रूप से स्पष्ट होती है और कभी-कभी बहुत जटिल होती है।

निम्नलिखित प्रकार के पी.

इलेक्ट्रॉनिक पी. क्षेत्र में बदलाव के कारण है इ . परमाणु नाभिक के सापेक्ष इलेक्ट्रॉन गोले। परमाणुओं और आयनों का मान उनके आयतन के क्रम का होता है जैसा। इलेक्ट्रॉनिक P. सभी परमाणुओं और परमाणु प्रणालियों में होता है, लेकिन कुछ मामलों में इसके छोटे आकार के कारण अन्य, मजबूत प्रकार के P द्वारा इसे छुपाया जा सकता है।

आयनिक पी। आयनिक क्रिस्टल में क्षेत्र में लोचदार विस्थापन के कारण होता है इएक दूसरे के सापेक्ष विपरीत दिशाओं में उनके संतुलन की स्थिति से विपरीत नामों के आयन। NaCl प्रकार के आयनिक क्रिस्टल के सरलतम मामले में, मात्रा

जहां - आयनों का द्रव्यमान, - उनका, -स्वयं। क्रिस्टल (ऑप्टिकल शाखा) के आयनों के लोचदार दोलनों की आवृत्ति - बाहरी की आवृत्ति। फ़ील्ड (स्थिर फ़ील्ड के लिए = 0)। विश्राम समय c (विश्राम आवृत्ति = स्पेक्ट्रम के IR क्षेत्र में स्थित है)।

अणुओं का परमाणु P. क्षेत्र में विस्थापन के कारण होता है इअणु में विभिन्न प्रकार के परमाणु (अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व के असममित वितरण के कारण)। इस प्रकार का P. आमतौर पर बना होता है। कभी-कभी, परमाणु P. को P. भी कहा जाता है, जो कि हीरा (Ge, Si) जैसे क्रिस्टल में सहसंयोजक बंधन प्रदान करने वाले इलेक्ट्रॉनों के विस्थापन से जुड़ा होता है। इन सभी प्रकार के पी की तापमान निर्भरता विशेष रूप से कमजोर है (बढ़ते के साथ) टीआइटम थोड़ा कम हो जाता है)।

डाइलेक्ट्रिक्स के भौतिकी में, सभी प्रकार के ध्रुवीकरण एक या दूसरे प्रकार के ध्रुवीकरण से जुड़े होते हैं। उनमें से महत्वपूर्ण अभिविन्यास और विश्राम हैं। इस प्रकार के पी की एक विशिष्ट विशेषता तापमान पर तेज निर्भरता है, जो प्रयोगों के दौरान उन्हें अलग करना संभव बनाती है। परिभाषाएं

ओरिएंटेशन पी को एक पोस्ट के साथ अणुओं से युक्त ध्रुवीय डाइलेक्ट्रिक्स (गैस, तरल पदार्थ) के लिए पेश किया जाता है। द्विध्रुवीय क्षण, साथ ही क्रिस्टल के लिए, जिसमें द्विध्रुवीय क्षण घूम सकते हैं। यदि ढांकता हुआ में समान अणु होते हैं जिनमें एक पोस्ट, द्विध्रुवीय क्षण होता है आर 0 , फिर अभिविन्यास। P. को cf के रूप में परिभाषित किया गया है। ध्रुवीकरण मूल्य पी =एक अणु से संबंधित ( पी 0 ई आई-क्षेत्र की दिशा पर अणु के क्षण का प्रक्षेपण इ),अर्थात।

क्षेत्र में अभिविन्यास इथर्मल गति से परेशान, इसलिए यह तापमान पर बहुत निर्भर करता है:

आराम पी। (थर्मल;)

आमतौर पर आयनिक क्रिस्टल के लिए पेश किया जाता है, जहां कमजोर रूप से बंधे आयनों में दो (या अधिक) संतुलन स्थितियां होती हैं, जो क्षेत्र में होती हैं इगैर-समतुल्य हो जाते हैं, जो माध्यम के ध्रुवीकरण की उपस्थिति की ओर जाता है और, परिणामस्वरूप, औसत (द्वारा) पी शुरू करने की संभावना के लिए। गणना (अनुभव द्वारा पुष्टि) देता है: = जहां बीआयनों की संतुलन स्थितियों के बीच की दूरी है।

इस प्रकार के पी के लिए, मान एक विस्तृत श्रृंखला में होते हैं और तापमान और अन्य बाहरी पर अत्यधिक निर्भर होते हैं। स्थितियाँ। चर क्षेत्रों के मामले में और आवृत्ति पर निर्भर करते हैं। अन्य प्रकारों की तरह ही क्षेत्र। 11. विषम डाइलेक्ट्रिक्स के ध्रुवीकरण पर विचार करते समय, ध्रुवीकरण की अवधारणा का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है।

डाइलेक्ट्रिक्स के भौतिकी पर साहित्य में, पी। को कभी-कभी कहा जाता है। गुणक के बीच आनुपातिकता पीऔर ई (पी=इ),यानी ढांकता हुआ। संवेदनशीलता

अपेक्षाकृत सरल प्रणालियों के लिए, इलेक्ट्रॉनिक पी और मैक्रोस्कोपिक के बीच संबंध। किसी पदार्थ के गुणों का वर्णन किया गया है लोरेन्ज- लोरेंत्ज़ सूत्रया क्लौसियस- मोसोटी फॉर्मूला,और ध्यान में रखते हुए - लंगेवेपा- डेबी फॉर्मूलाऔर उनके परिष्कृत संशोधन। ये निर्भरताएँ exierim का आधार हैं। परिभाषाएँ आयनिक पी. प्रकार (2) के f-lams द्वारा निर्धारित किया जाता है। प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक की तुलना। ई-मैग के अवशोषण और फैलाव के लिए डेटा। लहरें, ढांकता हुआ। नुकसान, आदि, पी के बारे में और बाहरी आवृत्ति के साथ इसके परिवर्तनों के पाठ्यक्रम के बारे में जानकारी देता है। खेत। कई अणुओं और उनके सिस्टम (विशेष रूप से, अनिसोट्रोपिक वाले) के गुण (और प्रभाव जिसमें वे खुद को प्रकट करते हैं) अक्सर उनके घटक कणों के पी और पी द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। ऐसे गुणों और प्रभावों के उदाहरण प्रकाश, प्रकाशीय के प्रकीर्णन (रमन सहित) हैं। , केर-रा प्रभाव, आदि। पी। और इसके सिद्धांत का अध्ययन इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन, अणुओं की संरचना, विशेष रूप से ऐसे जटिल वाले, विशेष रूप से, प्रोटीन के अध्ययन के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है।

मजबूत बिजली में फ़ील्ड निर्भरता पी.ई) गैर-रैखिक हो जाता है (देखें गैर-रेखीय संवेदनशीलता)।

भौतिक विश्वकोश। 5 खंडों में। - एम .: सोवियत विश्वकोश. प्रधान संपादक ए.एम. प्रोखोरोव. 1988 .

देखें कि "POLARIZABILITY" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

ध्रुवीकरण एक बाहरी विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में एक विद्युत या चुंबकीय द्विध्रुवीय क्षण (ध्रुवीकरण) प्राप्त करने के लिए पदार्थों की भौतिक संपत्ति है (आलेख देखें डाइलेक्ट्रिक्स का ध्रुवीकरण)। ध्रुवीकरण शब्द का प्रयोग ... ... विकिपीडिया . के लिए भी किया जाता है

एक विद्युत क्षेत्र E में परमाणुओं, आयनों और अणुओं की एक द्विध्रुवीय क्षण p: p =? E प्राप्त करने की क्षमता। आनुपातिकता कारक? ध्रुवीकरण भी कहा जाता है ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

polarizability- एक लागू विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में विद्युत क्षेत्र की ताकत को बदलने की संपत्ति। [एल.एम. नेवदेव। दूरसंचार प्रौद्योगिकियां। अंग्रेजी रूसी व्याख्यात्मक शब्दकोश संदर्भ पुस्तक। यू.एम. द्वारा संपादित। गोर्नोस्टेव। मॉस्को, 2002]…… तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

विद्युत क्षेत्र E में परमाणुओं, आयनों और अणुओं की द्विध्रुव आघूर्ण p:p = αE प्राप्त करने की क्षमता। आनुपातिकता कारक α को ध्रुवीकरण भी कहा जाता है। * * *ध्रुवीयता ध्रुवीयता, परमाणुओं, आयनों और अणुओं की क्षमता ... ... विश्वकोश शब्दकोश

polarizability- पोलियारिज़ुओजामुमास स्थिति के रूप में टी sritis स्टैंडअर्टिज़ासिजा आईआर मेट्रोलोजिजा एपिब्रेटिस डायडिस, एपिबिडिनांटिस पोलिनिक मोलेकुलिक ओरिएंटसीज एलेक्ट्रिनिअम लौक। atitikmenys: अंग्रेजी। ध्रुवीकरण वोक। पोलारिसियरबर्किट, एफ रूस। ध्रुवीकरण, fpranc।……

polarizability- poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir Metrologija apibrėžtis Medžiagos gebėjimas poliarizuotis। atitikmenys: अंग्रेजी। ध्रुवीकरण वोक। पोलारिसियरबर्किट, एफ रूस। ध्रुवीकरण, एफ प्रांक। ध्रुवीकरण, च... पेनकियाकलबिस ऐस्किनामासिस मेट्रोलोजिजोस टर्मिन, लॉडाइनास

विद्युत क्षेत्र की क्रिया के तहत पदार्थ के ध्रुवीकरण के दो कारण हैं। पहले वाले में इलेक्ट्रॉन शेल (उचित ध्रुवीकरण) के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र का विस्थापन होता है। दूसरा क्षेत्र की ओरिएंटिंग क्रिया है, जो अणुओं को बदल सकता है जिनके पास एक स्थिर (कभी-कभी कठोर कहा जाता है) द्विध्रुवीय क्षण क्षेत्र की दिशा के करीब होता है। इसलिए, ध्रुवीकरण को दो भागों में विभाजित करना स्वीकार किया जाता है: ए - उचित ध्रुवीकरण और ओरिएंटल ध्रुवीकरण।

द्विध्रुवीय के अभिविन्यास के लिए पूरे अणु के घूर्णन की आवश्यकता होती है। अणु की जड़ता के कारण इस घूर्णन में कुछ समय लगता है। तीव्र विद्युत चुम्बकीय दोलनों के साथ, एक कठोर द्विध्रुव क्षेत्र का अनुसरण नहीं कर सकता है। इसलिए, प्रकाश तरंगों के लिए कोई ओरिएंटल ध्रुवीकरण नहीं है।

अपवर्तनांक को मापकर हम अणु की ध्रुवणता ज्ञात कर सकते हैं। यदि, इसके अलावा, और मापा जाता है, तो घटाव प्राच्य ध्रुवीकरण का मान देगा

ओरिएंटल ध्रुवीकरण सीधे अणु के कठिन द्विध्रुवीय क्षण से संबंधित है। आइए दिखाते हैं कि

ऊष्मीय अराजक गति के कारण गैस के अणु मनमाना झुकाव के साथ अंतरिक्ष में बिखरे हुए हैं। एक क्षेत्र की अनुपस्थिति में, अणु के द्विध्रुवीय क्षण में किसी भी अभिविन्यास की समान रूप से संभावना होती है। यदि कोई क्षेत्र लगाया जाता है, तो स्थिति बदल जाती है। द्विध्रुव की स्थितिज ऊर्जा वह है जहाँ द्विध्रुव के सिरों पर क्षेत्र विभव हैं, अर्थात्।

क्षेत्र और द्विध्रुवीय क्षण वैक्टर के बीच का कोण कहां है। न्यूनतम ऊर्जा में क्षेत्र के साथ एक द्विध्रुव स्थापित होता है, इसकी ऊर्जा होगी - ऊष्मीय गति सभी द्विध्रुवों को न्यूनतम ऊर्जा के साथ एक स्थिति लेने से रोकती है। एक निश्चित समझौता वितरण स्थापित किया गया है: अधिकतम एन्ट्रापी और न्यूनतम ऊर्जा के लिए प्रयास संतुलित हैं (cf. p. 603)। बोल्ट्जमैन का नियम इस समझौते को व्यक्त करता है। किसी अणु की ऊर्जा के बीच में होने की प्रायिकता समानुपाती होती है। इसलिए, हमारे मामले में, अणुओं का वह अंश जिसमें द्विध्रुवीय क्षणों की दिशाएँ कोणों के बीच संलग्न होती हैं, होगी

सामान्य तापमान के लिए यहां तक ​​कि 105 वी/सेमी के क्रम के सबसे मजबूत क्षेत्रों के लिए, अनुपात 0.01 के क्रम का होगा (द्विध्रुवीय क्षण परिमाण के क्रम की मात्राएं हैं। इसलिए, हम खुद को सन्निकटन और वांछित तक सीमित कर सकते हैं। अणुओं का अंश के बराबर होगा

संभाव्यता की अवधारणा के अर्थ के अनुसार, इस अभिव्यक्ति का अभिन्न अंग, एक के बराबर होना चाहिए, क्योंकि किसी भी अणु के लिए दिशा कहीं बीच में होती है, जैसा कि जांचना आसान है, अणुओं का अंश जिसका ध्रुवीकरण वेक्टर है से अंतराल में स्थित होगा के बराबर होगा

क्षेत्र की दिशा पर द्विध्रुव आघूर्ण का प्रक्षेपण यदि प्रति इकाई आयतन में अणुओं की संख्या है, तो वह अंश जो होगा

क्षेत्र के कोण पर झुके अणुओं द्वारा ध्रुवीकरण वेक्टर में पेश किया जाएगा . के बराबर होगा

इस व्यंजक को से में समाकलित करके ध्रुवण सदिश पाया जाता है। हम पाते हैं:

और, फलस्वरूप, ओरिएंटल ध्रुवीकरण सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है

आणविक ध्रुवीकरण और तापमान के बीच संबंध सूत्र द्वारा व्यक्त किया जाता है

सिद्धांत के इस निष्कर्ष की अनुभव से उत्कृष्ट पुष्टि होती है। 9 को 7 के एक फ़ंक्शन के रूप में मापकर, इस निर्भरता के पाठ्यक्रम से गणना करना मुश्किल नहीं है, दोनों पैरामीटर जो अणु के विद्युत गुणों की विशेषता रखते हैं: ध्रुवीकरण और "कठिन" द्विध्रुवीय क्षण

इस प्रकार, अपवर्तन से प्राप्त डेटा (ए के संबंध में) की तुलना ध्रुवीकरण माप के साथ की जा सकती है

प्रयोगों से पता चलता है कि कुछ मामलों में पड़ोसी कणों के द्विध्रुवों की परस्पर क्रिया से गैर-अंतःक्रियात्मक अणुओं की प्रणाली के मूल्य की तुलना में पारगम्यता में महत्वपूर्ण परिवर्तन हो सकते हैं। इस प्रकार का प्रेक्षण समान अणुओं से बने द्रवों और गैसों को मापकर किया जा सकता है।

कणों की परस्पर क्रिया भी क्रिस्टल के ढांकता हुआ स्थिरांक को प्रभावित करती है।

क्रिस्टलीय ठोस में, एक नियम के रूप में, विद्युत ध्रुवीकरण केवल इलेक्ट्रॉन खोल के विरूपण और आयनों के बदलाव के कारण होता है। कोई ओरिएंटेशनल ध्रुवीकरण नहीं है: क्रिस्टल में अणुओं के घूर्णन अधिकतर असंभव होते हैं।

कई आयनिक क्रिस्टल में, अपवर्तक सूचकांक का वर्ग ढांकता हुआ स्थिरांक से बहुत कम होता है (उदाहरण के लिए, सेंधा नमक क्रमशः 2.37 और 6.3 है, टाइटेनियम डाइऑक्साइड 7.3 और 114 है, सीसा कार्बोनेट 4.34 और 24, आदि है)। ऐसे क्रिस्टल में, एक स्थिर क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, न केवल इलेक्ट्रॉन खोल विकृत होता है, बल्कि आयनों को भी पूरी तरह से स्थानांतरित कर दिया जाता है। इसके विपरीत, यह स्थापित किया गया है कि आणविक क्रिस्टल में पारगम्यता अपवर्तक सूचकांक के वर्ग से भिन्न नहीं होती है, जो केवल इलेक्ट्रॉन खोल के विरूपण के कारण ध्रुवीकरण की उपस्थिति को साबित करती है।

चूंकि कोई ओरिएंटल ध्रुवीकरण नहीं है, क्रिस्टल के तापमान पर पारगम्यता की कमजोर निर्भरता होती है।

हम पहले ही कह चुके हैं कि तेजी से बदलते क्षेत्र के मामले में ओरिएंटल ध्रुवीकरण अनुपस्थित है और आणविक ध्रुवीकरण अपवर्तन के बराबर हो जाता है। यह जानना महत्वपूर्ण है कि किस क्षेत्र के दोलनों को तेज माना जाना चाहिए। यह विश्राम के समय से निर्धारित होता है। यदि विश्राम का समय दोलन अवधि से अधिक लंबा है, तो कोई ओरिएंटल ध्रुवीकरण नहीं है।

पृष्ठ 144 पर विश्राम के समय पर चर्चा की गई थी। यदि ढांकता हुआ एक स्थिर क्षेत्र में है, तो इसके द्विध्रुव किसी दिए गए तापमान की अभिविन्यास विशेषता के कुछ संतुलन वितरण पर ले जाएगा। यदि फ़ील्ड को बंद कर दिया जाता है, तो द्विध्रुवों का विचलन होगा। हालांकि, यह तुरंत नहीं होता है, और आदेश एक घातीय कानून के अनुसार गिर जाता है। इस गिरावट की गति को विश्राम के समय की विशेषता है, जिस समय के दौरान ध्रुवीकरण एक कारक से कम हो जाएगा। यदि दोलन अवधि से बहुत अधिक है, तो द्विध्रुवों का अभिविन्यास बदलने से पहले, बाहरी क्षेत्र अपनी दिशा बदल देगा। इतने तेज क्षेत्र की क्रिया द्विध्रुव के व्यवहार को बिल्कुल भी प्रभावित नहीं करेगी। यदि, हालांकि, प्रत्येक तात्कालिक स्थिति संतुलन में है और ध्रुवीकरण आज्ञाकारी रूप से क्षेत्र का अनुसरण करता है। अधिकांश डाइलेक्ट्रिक्स के लिए, विश्राम के समय क्रम के होते हैं