ელექტრულ ველში იონი ან მოლეკულა დეფორმირებულია, ე.ი. მათში არის ბირთვების და ელექტრონების შედარებითი გადაადგილება. იონების და მოლეკულების ამ დეფორმაციულობას ე.წ პოლარიზებადობა. ვინაიდან გარე ფენის ელექტრონები ყველაზე ნაკლებად მჭიდროდ არიან შეკრული ატომში, ისინი პირველ რიგში განიცდიან გადაადგილებას.

ანიონების პოლარიზებადობა, როგორც წესი, გაცილებით მაღალია, ვიდრე კათიონების.

ელექტრონული გარსების იგივე სტრუქტურით, იონის პოლარიზება მცირდება დადებითი მუხტის მატებასთან ერთად, მაგალითად, სერიაში:

ელექტრონული ანალოგების იონებისთვის, პოლარიზება იზრდება ელექტრონული ფენების რაოდენობასთან ერთად, მაგალითად: ან
.

მოლეკულების პოლარიზებადობა განისაზღვრება მათი შემადგენელი ატომების პოლარიზებადობით, გეომეტრიული კონფიგურაციით, ბმების რაოდენობით და სიმრავლით და ა.შ. ფარდობითი პოლარიზადობის შესახებ დასკვნა შესაძლებელია მხოლოდ ერთნაირად აგებულ მოლეკულებზე, რომლებიც განსხვავდებიან ერთი ატომით. ამ შემთხვევაში, მოლეკულების პოლარიზებადობის სხვაობა შეიძლება ვიმსჯელოთ ატომების პოლარიზებადობის განსხვავებაზე.

ელექტრული ველი შეიძლება შეიქმნას როგორც დამუხტული ელექტროდის, ასევე იონის მიერ. ამრიგად, თავად იონს შეუძლია მოახდინოს პოლარიზებული ეფექტი (პოლარიზაცია) სხვა იონებზე ან მოლეკულებზე. იონის პოლარიზებული ეფექტი იზრდება მისი მუხტის მატებასთან და რადიუსის შემცირებით.

ანიონების პოლარიზებული ეფექტი, როგორც წესი, გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე კათიონების. ეს გამოწვეულია ანიონების დიდი ზომით კათიონებთან შედარებით.

მოლეკულებს აქვთ პოლარიზებული ეფექტი, თუ ისინი პოლარულია; რაც უფრო მაღალია პოლარიზებული ეფექტი, მით მეტია მოლეკულის დიპოლური მომენტი.

პოლარიზაციის უნარი იზრდება სერიაში, რადგან. რადიუსი იზრდება და იონის მიერ შექმნილი ელექტრული ველი მცირდება.

წყალბადის ბმა

წყალბადის ბმა არის ქიმიური ბმის განსაკუთრებული ტიპი. ცნობილია, რომ წყალბადის ნაერთებს ძლიერ ელექტროუარყოფითი არალითონებით, როგორიცაა F, O, N, აქვთ არანორმალურად მაღალი დუღილის წერტილი. თუ სერიაში H 2 Te - H 2 Se - H 2 S დუღილის წერტილი ბუნებრივად მცირდება, მაშინ H 2 S-დან H 2 O-ზე გადასვლისას ხდება მკვეთრი ნახტომი ამ ტემპერატურის მატებამდე. იგივე სურათია ჰიდროჰალიუმის მჟავების სერიაშიც. ეს მიუთითებს სპეციფიკური ურთიერთქმედების არსებობაზე H 2 O მოლეკულებსა და HF მოლეკულებს შორის. ასეთმა ურთიერთქმედებამ უნდა შეაფერხოს მოლეკულების ერთმანეთისგან გამოყოფა, ე.ი. შეამციროს მათი არასტაბილურობა და, შესაბამისად, გაზარდოს შესაბამისი ნივთიერებების დუღილის წერტილი. ER-ში დიდი განსხვავების გამო, H–F, H–O და H–N ქიმიური ბმები ძლიერ პოლარიზებულია. ამრიგად, წყალბადის ატომს აქვს დადებითი ეფექტური მუხტი (δ +), ხოლო F, O და N ატომებს აქვთ ელექტრონის სიმკვრივის ჭარბი და ისინი უარყოფითად არიან დამუხტული ( -). კულონის მიზიდულობის გამო, ერთი მოლეკულის დადებითად დამუხტული წყალბადის ატომი ურთიერთქმედებს მეორე მოლეკულის ელექტროუარყოფით ატომთან. ამის გამო მოლეკულები ერთმანეთს იზიდავს (მკაფიო წერტილები წყალბადის ბმებზე მიუთითებს).

წყალბადიეწოდება ისეთ ბმას, რომელიც წარმოიქმნება წყალბადის ატომის საშუალებით, რომელიც არის ორი დაკავშირებული ნაწილაკებიდან ერთ-ერთის (მოლეკულების ან იონების) ნაწილი. წყალბადის ბმის ენერგია ( 21–29 კჯ/მოლი ან 5–7 კკალ/მოლი) დაახლოებით 10-ჯერ ნაკლებიჩვეულებრივი ქიმიური ბმის ენერგია. და მაინც, წყალბადის ბმა იწვევს დიმერული მოლეკულების (H 2 O) 2, (HF) 2 და ჭიანჭველა მჟავას წყვილებში არსებობას.

HF, HO, HN, HCl, HS ატომების კომბინაციების სერიაში წყალბადის ბმის ენერგია მცირდება. ის ასევე მცირდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ამიტომ ორთქლის მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებები წყალბადურ კავშირს ავლენენ მხოლოდ მცირე რაოდენობით; დამახასიათებელია თხევადი და მყარ მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერებებისთვის. ნივთიერებები, როგორიცაა წყალი, ყინული, თხევადი ამიაკი, ორგანული მჟავები, სპირტები და ფენოლები ასოცირდება დიმერებად, ტრიმერებად და პოლიმერებად. თხევად მდგომარეობაში დიმერები ყველაზე სტაბილურია.

იონოვი, მეორეს მხრივ - პოლარიზებადობა.

კატიონის პოლარიზებული მოქმედება.დამოკიდებულია იონის ელექტრონულ სტრუქტურაზე, მუხტის სიდიდესა და რადიუსზე. პოლარიზებული ეფექტი იქნება უფრო დიდი, რაც უფრო მცირეა რადიუსი, გარე ელექტრონის ორბიტალების ძირითადი კვანტური რიცხვი და უფრო დიდი მუხტი.

Მაგალითად:პერიოდული ცხრილის პირველი რიგების კათიონებისთვის დამახასიათებელია ძლიერი პოლარიზებული ეფექტი.

ანიონების პოლარიზაცია.დამოკიდებულია იმავე ფაქტორებზე, როგორც კათიონების პოლარიზებული ეფექტი. რაც უფრო დიდია ანიონის რადიუსი და მუხტი, მით უფრო პოლარიზდება იგი.

კათიონის პოლარიზებული ეფექტი არის ელექტრონული ღრუბლის ანიონიდან მოშორება. შედეგად იზრდება კოვალენტურობის ხარისხი, მცირდება ბმის იონიურობა, ანუ ბმა ხდება კოვალენტური პოლარული.

იონების პოლარიზაცია თავისი ეფექტით ეწინააღმდეგება კოვალენტური ბმის პოლარიზაციას.

პოლარიზება და მისი თვისებები

განმარტება 2

პოლარიზება- ნივთიერების უნარი შეიძინოს ელექტრული დიპოლური მომენტი გარე ელექტრული ველის მოქმედებით. ეს არის ნაწილაკების ელექტრონული ღრუბლის დეფორმირების უნარი სხვა იონის ელექტროსტატიკური ველის მოქმედებით. იონის პოლარიზებული მოქმედება განსაზღვრავს ამ ველის ინტენსივობას.

პოლარიზება ახასიათებს მოლეკულის უნარს გახდეს პოლარული გარე ელექტრული ველის მოქმედების შედეგად. ნაერთი ასევე პოლარიზებულია მოლეკულების ერთმანეთზე მოქმედებით, მაგალითად, ქიმიური რეაქციების დროს.

პოლარიზაციის შედეგი შეიძლება იყოს კომუნიკაციის სრული შეწყვეტა. ამ შემთხვევაში ხდება შემაკავშირებელი ელექტრონული წყვილის გადასვლა ერთ-ერთ ატომზე და წარმოიქმნება საპირისპირო იონები. ასიმეტრიული ბმის გაწყვეტას ასეთი იონების წარმოქმნით ეწოდება ჰეტეროლიზური:

სურათი 1.

პოლარიზება შეიძლება გამოწვეული იყოს:

ელექტრონების ან ატომური ბირთვების გადაადგილება ელექტრული ველის მოქმედებით;

მოლეკულის გეომეტრიის ცვლილება;

მოლეკულის ბრუნვა;

იონის გადატანა მეზობელ თავისუფალ კრისტალოგრაფიულ პოზიციაზე (სკანავის პოლარიზება) და ა.შ.

იონების პოლარიზებადობა დამოკიდებულია იონის ელექტრონულ სტრუქტურაზე, მის მუხტზე და ზომაზე. პერიოდული სისტემის თითოეულ ქვეჯგუფში ელემენტის იონების პოლარიზება იზრდება მათი ატომური რიცხვის მატებასთან ერთად.

იონების პოლარიზებული ეფექტი უფრო მნიშვნელოვანია, ვიდრე:

იონის ელექტრონული გარსი უფრო სტაბილურია;

მეტი დატენვა;

უფრო მცირე იონის რადიუსი.

პოლარიზება იზრდება:

მოლეკულის (ატომის) ზომის ზრდით;

ატომური რიცხვის გაზრდით;

ზრდის ატომის აგზნების სიმარტივეს.

Მაგალითად:ოქტანი უფრო პოლარიზებადია ვიდრე ჰექსანი, რადგან მას მეტი ელექტრონი აქვს. მაგრამ ჰექსადიენი ასევე უფრო პოლარიზებადი იქნება, ვიდრე ჰექსანი, რაც განპირობებულია ჰექსადიენში მოძრავი $\pi $ ელექტრონების არსებობით. და $\pi $-ელექტრონები უფრო მგრძნობიარეა ელექტრული ველის ცვლილებების მიმართ, ვიდრე $\sigma $-ელექტრონები.

პოლარიზება გავლენას ახდენს:

გაზის ფაზაში მოლეკულების მჟავიანობა და ფუძეობა;

ლუისის მჟავებისა და ფუძეების სიმტკიცე;

ნუკლეოფილური ჩანაცვლების სიჩქარე.

მოლეკულების პოლარიზადობის გამოთვლა

პოლარიზაცია გამოიხატება ინდუცირებული დიპოლური მომენტის გამოჩენაში $\mu_(ind)$; ნაწილაკები (ელექტრონებისა და ბირთვების გადაადგილების შედეგად).

ინდუცირებული დიპოლური მომენტი პროპორციულია გარე ელექტრული ველის სიძლიერისა:

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

სადაც $\mu_ind$ არის ინდუცირებული დიპოლური მომენტი, D;

$\alpha $ -- პროპორციულობის კოეფიციენტი -- ნაწილაკების პოლარიზება, $\frac(Kl \cdot f (m^2))(B)$;

$E$ -- ელექტრული ველის სიძლიერე, $B$.

იონებისთვის პოლარიზებადობა მათი რადიუსის კუბის პროპორციულია.

ელექტრულ ველში მუდმივი დიპოლური მომენტის მქონე პოლარულ მოლეკულას აქვს დამატებითი ინდუცირებული დიპოლური მომენტი. შემდეგ მხედველობაში მიიღება მთლიანი ფარდობითი ნებართვა. ეს არის გამოხატული დებაის განტოლება:

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

სადაც $N$ არის მოლეკულების რაოდენობა ნიმუშის მოცულობის ერთეულზე;

$\alpha $ - მოლეკულის პოლარიზება;

$\varepsilon_0$ - მოლეკულის მუდმივი დიპოლური მომენტი;

$k$ - ბოლცმანის მუდმივი;

$T$ - აბსოლუტური ტემპერატურა.

თუ ამ განტოლების მარჯვენა მხარის დამოკიდებულებას გამოვსახავთ $\frac(1)(T)$-ზე, მაშინ

შეიძლება განისაზღვროს $\frac(\mu^2)(3\varepsilon_0k)$ და, შესაბამისად, მოლეკულის მუდმივი დიპოლური მომენტი. პოლარიზებადობა განისაზღვრება y-ღერძზე მოწყვეტილი სეგმენტით $\frac(1)(T) = 0$-ზე.

ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე დიპოლი ისე სწრაფად ბრუნავს, რომ მისი სიდიდე ბათილად ითვლება და რჩება მხოლოდ ინდუცირებული დიპოლი. ის მდებარეობს იმ ველის მიმართულებით, რომელიც იწვევს მას და შეიძლება შენარჩუნდეს უმაღლეს ტემპერატურაზე.

პოლარიზაციის ეფექტი ნივთიერებების თვისებებზე.

პოლარიზებულობამ შეიძლება ახსნას ნივთიერებების ზოგიერთი თვისება:

ხსნადობა.

Მაგალითად:ვერცხლის ქლორიდი $AgCl$ გაცილებით ნაკლებად ხსნადია წყალში, ვიდრე ნატრიუმის ქლორიდი $NaCl$ ან კალიუმის ქლორიდი $KCl$. ვერცხლის იონის $Ag^+$ რადიუსი შეესაბამება ნატრიუმის $Na^+$ და კალიუმის $K^+$ იონების რადიუსებს, მაგრამ ვერცხლის იონის პოლარიზებადობა გაცილებით დიდია (მას აქვს $18$ ელექტრონები. გარე დონე), ვიდრე ნატრიუმის და კალიუმის იონები. მაშასადამე, ვერცხლის ქლორიდში ბირთვთაშორისი მანძილი უფრო მცირეა და ბმის გაწყვეტის ენერგია უფრო დიდია, ვიდრე ნატრიუმის და კალიუმის ქლორიდების მოლეკულებში.

დნობის ტემპერატურა.იონების ურთიერთპოლარიზაცია ხელს უწყობს კრისტალების განადგურებას. ამ შემთხვევაში დნობის ტემპერატურა იკლებს და რაც უფრო მეტია ბროლის გისოსის დეფორმაცია.

Მაგალითად:რუბიდიუმის ფტორიდის $RbF$ და ტიტანის $TiF$ მოლეკულებში კათიონების რადიუსი იგივეა, მაგრამ ტიტანის იონი $Ti^+$ უფრო ძლიერ პოლარიზებულია და შესაბამისად უფრო ძლიერი პოლარიზებული ეფექტი აქვს ფტორის იონზე $F^. -$ ვიდრე რუბიდიუმის იონი $Rb^+$. რუბიდიუმის ფტორიდის დნობის წერტილი არის $798^\circ C$ და მფ. ტიტანის ფტორიდი $327^\circ C$.

დისოციაციის ტემპერატურა.პოლარიზაციის პროცესს ხელს შეუწყობს ტემპერატურის მატება. ამ შემთხვევაში იონური რხევების ამპლიტუდა იზრდება, რაც ზოგჯერ იწვევს ნივთიერების სტრუქტურის გადაკეთებას. შეინიშნება პოლიმორფული ტრანსფორმაცია. გაცხელებისას ასევე შესაძლებელია ელექტრონების სრული გადასვლა ანიონიდან კატიონზე - ხდება ნივთიერების თერმული დისოციაცია. რაც უფრო ძლიერია პოლარიზებული ეფექტი, მით უფრო დაბალია დისოციაციის ტემპერატურა.

Მაგალითად:მოცემული კატიონის $MCl - MI$ და მოცემული ნიონის $NaГ - LiГ$ ნაერთების სერიაში დაშლის ტემპერატურა შემცირდება.

მოლეკულების სტრუქტურის დასადგენად აუცილებელია მათი ძირითადი ელექტრული და ოპტიკური მახასიათებლების ცოდნა. ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებლებია პოლარიზება და დიპოლური მომენტი. მოლეკულის დიპოლური მომენტი არის მისი მნიშვნელოვანი ფიზიკური მახასიათებელი, რომელიც პირდაპირ კავშირშია მის სტრუქტურასთან და განსაზღვრავს პოლარული მოლეკულების ურთიერთქმედებას, ასევე მათ ორიენტაციას გარე ელექტრულ ველში, რაც თავის მხრივ განსაზღვრავს მატერიის დიელექტრიკული თვისებები .

მოლეკულის ენერგიის ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია ელექტრონული, რომელიც არის ბირთვთაშორისი მანძილის ფუნქცია და ბირთვების მოძრაობასთან დაკავშირებით, პოტენციური ენერგიის როლს თამაშობს და აისახება დიატომური მოლეკულის პოტენციალის მრუდში. (ნახ. 4.7).

შეკვრის ენერგია შეიძლება შეფასდეს პოტენციური ჭაბურღილის სიღრმიდან (D)პოტენციური ენერგიის მრუდზე E(r).

წყლის მოლეკულაში ჟანგბადის ატომს აქვს ორი დაუწყვილებელი p-ელექტრონი, რომლებიც იკავებს ორ ორბიტალს, რომლებიც მდებარეობს მართი კუთხით (90 0) ერთმანეთთან. წყალბადის ატომს აქვს ერთი s-ელექტრონი. წყლის მოლეკულა წარმოიქმნება ორი p-ელექტრონული ორბიტალისა და ორი s-ორბიტალის გადაფარვით. უფრო მეტიც, ჩამოყალიბებული ორი კოვალენტური ბმა უნდა იყოს 90 0 კუთხე (ნახ. 4.8).

სინამდვილეში, მოლეკულებში ობლიგაციებს შორის კუთხე:

H 2 O - 104,5 0, H 2 S - 92 0, H 2 Se - 91 0.

ბრინჯი. 4.8. წყლის მოლეკულაში ქიმიური ბმების წარმოქმნის სქემა

ბმებს შორის კუთხის გადახრა 90 0-დან შეიძლება აიხსნას ბმის პოლარობით. ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ, ე.ი. ელექტრონული წყვილი, რის გამოც ბმა იქმნება, მიზიდულია ჟანგბადის ატომთან. შედეგად, წყალბადის ატომებს აქვთ გარკვეული დადებითი მუხტი; დადებითი მუხტების მოგერიება იწვევს კავშირებს შორის კუთხის ზრდას. კავშირი H–Sნაკლებად პოლარული, ამიტომ გადახრა ნაკლებია. წყლისა და წყალბადის სულფიდის მოლეკულების სტრუქტურის ეს ახსნა საილუსტრაციოა, მაგრამ გარკვეულწილად გამარტივებული.

ქიმიური ბმის პოლარობა.ნებისმიერი მოლეკულა არის დადებითად დამუხტული ატომური ბირთვების და უარყოფითად დამუხტული ელექტრონული ღრუბლის ერთობლიობა. თუ ელექტრონის ღრუბლის განაწილება მოლეკულაში ისეთია, რომ ბირთვების დადებითი მუხტების ელექტრული ცენტრები და ელექტრონული ღრუბლის უარყოფითი მუხტი გადაინაცვლებს ერთმანეთთან შედარებით, მაშინ მოლეკულა წარმოადგენს დიპოლი და დაურეკა პოლარული.

პოლარობის საზომი არის დიპოლური მომენტის სიდიდე, რომელიც უდრის მუხტის ნამრავლს ქმანძილზე ლბრალდებებს შორის

– ვექტორული სიდიდე, რომელიც აღინიშნება უარყოფითი მუხტის ცენტრიდან დადებითის ცენტრისკენ მიმართული ისრით.

დასკვნა: მოლეკულაში ელექტრონის სიმკვრივის ასიმეტრიის გამო, დიპოლური მომენტი. ელექტრონის სიმკვრივის განაწილების ასიმეტრია განპირობებულია მოლეკულის ქიმიური ბუნებითა და სტრუქტურით., ე.ი. რომელი ატომებიდან წარმოიქმნება, როგორია ქიმიური ბმების ბუნება, როგორია ბმის სიგრძე, მიმართულება; ხდება თუ არა ორბიტალების ჰიბრიდიზაცია, გაუზიარებელი ელექტრონული წყვილების არსებობა.

ნახ. 4.9 გვიჩვენებს დიპოლური მომენტის წარმოქმნას დიატომურ მოლეკულაში AB:

ბრინჯი. 4.9. დიატომური მოლეკულის დიპოლური მომენტი

დიპოლური მომენტის გაზომვამ შეიძლება წარმოადგინოს მოლეკულის წონასწორობის კონფიგურაციის სიმეტრია.

მოლეკულების დიპოლური მომენტების გაანგარიშებისას ხშირად გამოიყენება ცალკეული ბმების დიპოლური მომენტები.

დამატებაშეიძლება შეიქმნას ორი ვექტორი გრაფიკულად პარალელოგრამის წესის მიხედვით

ან ანალიტიკურად ფორმულით (4.2), რომელიც გამოხატავს კოსინუსების თეორემას:

, (4.2)

სადაც j არის კუთხე ორ პოლარულ ქიმიურ ბმას შორის;

1 და 2 არის დიპოლური მომენტები.

ვექტორის დამატების შედეგი დამოკიდებულია მოლეკულაში პოლარული ბმების განლაგების სიმეტრიაზე. ამ შემთხვევაში შეიძლება მოხდეს ცალკეული ობლიგაციების დიპოლური მომენტების ნაწილობრივი და თუნდაც სრული ურთიერთკომპენსაცია. სიმეტრიულად აგებულ მოლეკულებში არ არსებობს დიპოლური მომენტი, თუმცა ზოგიერთი ბმა პოლარულია.

მაგალითად, CO 2, CS 2, CCl 4 მოლეკულები.

ასე რომ, მოლეკულებს და ბმებს, რომლებსაც აქვთ ელექტრული მუხტების ასიმეტრიული განაწილება, ეწოდება პოლარული . პოლარულ მოლეკულებს აქვთ დიპოლური მომენტი, გარდა 0 (¹ 0).

ვექტორული სქემის მიხედვით რთული ორგანული მოლეკულების დიპოლური მომენტების გაანგარიშებისას სასურველია გამოვიყენოთ არა ინდივიდუალური ობლიგაციების მომენტები , მაგრამ ე.წ ჯგუფური მომენტები ახასიათებს მოლეკულის დიპოლური მომენტის ვექტორის მნიშვნელობას და მიმართულებას, რომელიც შეიცავს ატომების ამა თუ იმ ჯგუფს (ჩამნაცვლებელი) X, რომელიც დაკავშირებულია ფენილთან (C 6 H 5) ან მეთილის რადიკალთან (CH 3).

ჯგუფური დიპოლური მომენტიპლუს ნიშანი ენიჭება, თუ C 6 H 5 X (ან CH 3 X) მოლეკულის დიპოლის დადებითი პოლუსი არის X შემცვლელზე (ელექტრონ-დონორის შემცვლელებია CH 3, CH 3 O, NH 2 და ა.შ.) .

პირიქით, ჯგუფებს, რომლებიც წარმოადგენენ უარყოფითი მუხტის ცენტრებს, ხასიათდებიან ჯგუფის მომენტის უარყოფითი მნიშვნელობით (ელექტრონის ამომყვანი შემცვლელები -Cl, Br, NO 2 და სხვ.).

მოლეკულების დიპოლური მომენტის გამოთვლა, რომლებიც შეიცავს ორ X 1 და X 2 შემცვლელს, ხორციელდება ფორმულის მიხედვით:

სადაც: m 1, m 2 - შემცვლელების ჯგუფური მომენტები;

q არის კუთხე შემცვლელის ჯგუფური მომენტის ვექტორსა და მეზობელ ნახშირბადის ატომთან ამ უკანასკნელის ბმის მიმართულებას შორის;

j არის კუთხე C-X 1 და C-X 2 შემცვლელების ბმის მიმართულებებს შორის.

მოდი რაღაც ნივთიერება მოვათავსოთ კონდენსატორის, პოლარული მოლეკულის, იონის მიერ შექმნილ ელექტრულ ველში. ამ შემთხვევაში, მოლეკულის უარყოფითი და დადებითი მუხტები გადაინაცვლებს მათ სიმძიმის ცენტრებთან შედარებით ველის არარსებობის შემთხვევაში. ცვლილებებს, რომლებსაც ატომები, მოლეკულები, იონები განიცდიან ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ, ეწოდება პოლარიზაცია. P).

განასხვავებენ:

ელექტრონული პოლარიზაცია - P el;

ატომური პოლარიზაცია - P at;

ორიენტაციის პოლარიზაცია - P op.

უფრო მეტიც, მთლიანი პოლარიზაცია P გვხვდება, როგორც ყველა სახის პოლარიზაციის ჯამი.

P \u003d P el + P at + P op (4.3)

ელექტრული ველის არარსებობის შემთხვევაში დადებითი და უარყოფითი მუხტების ცენტრები ემთხვევა და დიპოლური მომენტი = 0 (იხ. სურ. 4).

ბრინჯი. 4.10. მუდმივი ელექტრული ველის გავლენა ქცევაზე

არაპოლარული მოლეკულები

ელექტრული ველის მოქმედებით, მუხტები გადაადგილდებიან ერთმანეთის მიმართ მანძილით ლ, ე.ი. ხდება პოლარიზაცია.

ნაწილაკში არის გამოწვეული (ან გამოწვეული) დიპოლური მომენტი

ინდ = q × , (4.4)

რაც დამოკიდებულია მოქმედი ელექტრული ველის ინტენსივობაზე ე.

ეს დამოკიდებულება შეიძლება გამოიხატოს, როგორც ძალაუფლების გაფართოების სერია:

Ind = aE + bE 2 + + . . .

პატარაზე ე, რაც ეხება პოლარული მოლეკულების ან იონების მიერ შექმნილ ელექტრულ ველებს, შეგვიძლია შემოვიფარგლოთ პირველი ტერმინით, ე.ი.

ind = aE (4.5)

პროპორციულობის ფაქტორი ადაურეკა პოლარიზებადობა. იგი ახასიათებს მოლეკულების პოლარიზაციის რაოდენობრივ უნარს და გვიჩვენებს, თუ როგორი დიპოლური მომენტი იქმნება E = 1V ველის სიძლიერეზე.

რაც უფრო დიდია a, მით უფრო ადვილია მოლეკულის პოლარიზაცია.

პოლარიზაციას აქვს მოცულობის განზომილება cgs სისტემაში

; [a] = სმ 3 ან მ 3

პოლარიზაციის მნიშვნელობამოლეკულებს აქვთ 1A 3 რიგითობა (1A 3 \u003d 10 -30 m 3 \u003d 10 -24 სმ 3) და ახასიათებს ელექტრონული ღრუბლის მოცულობას, ე.ი. პოლარიზებადობა დაახლოებით თანაბარი ზომით მოლეკულის მოცულობა . Ეს არის პოლარიზაციის ფიზიკური მნიშვნელობა . თუმცა, SI სისტემაში, ეს ხილვადობა ადაკარგულია, რადგან SI სისტემაში განზომილება

[a] =

ნაწილაკების დეფორმაციასთან დაკავშირებულ პოლარიზებადობას დეფორმაციის პოლარიზებადობა ეწოდება. იგი ახასიათებს ელექტრონული ღრუბლის და ბირთვების გადაადგილებას მათ საწყის პოზიციებთან შედარებით.

დეფორმაციის პოლარიზებადობა შედგება ელექტრონული და ატომური კომპონენტებისგან:

a def = a el + a at (4.6)

ბირთვები ნაკლებად მოძრავია ვიდრე ელექტრონები. ამიტომ, ატომური პოლარიზება ხშირად უგულებელყოფილია, ე.ი. ა დეფ » ა ელ.

მოლეკულებისთვის დეფორმაციის პოლარიზება შეიძლება განსხვავებული იყოს სხვადასხვა მიმართულებით, ე.ი. გამოვლენილი ქონება ანიზოტროპია პოლარიზებადობა. და პოლარიზადობის ყველაზე მაღალი მნიშვნელობა შეინიშნება ქიმიური ბმების მიმართულებით.

რადგანაც არაპოლარული მოლეკულები ელექტრული ველის მოქმედებით, ელექტრონული ღრუბელი და ბირთვები გადაადგილდებიან, მაშინ მთლიანი პოლარიზაცია იქნება ელექტრონული და ატომის პოლარიზაციის ჯამი, ე.ი. არის დეფორმაციის პოლარიზაცია პ დეფ.

P \u003d P def \u003d P el + P at (4.7)

პოლარიზაცია ნივთიერების თითო მოლზე ეწოდება მოლარული პოლარიზაცია . სტატისტიკური გამოთვლები აჩვენებს, რომ მატერიის დეფორმაციის პოლარიზაცია

P def \u003d 4/3 p N A a def, (4.8)

სადაც N A არის ავოგადროს რიცხვი (6.02 × 10 23).

როგორც ამ ფორმულიდან ჩანს, მოლარული პოლარიზაცია უდრის ნივთიერების ერთი მოლის მოცულობას. ერთეული: [P] = მ 3 / მოლ.

პოლარული მოლეკულების ჯგუფში შედის ისეთები, როგორიცაა H 2 O, NH 3, ალკოჰოლები, კეტონები, ორგანული მჟავები, ჰალოგენის წარმოებულები, არომატული ნაერთები და ა.შ.

მოლეკულა შედგება ნეიტრალური, დადებითად და უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკებისგან. არსებობს ორი სახის მოლეკულა - სიმეტრიული მუხტის განაწილებით (H 2, CH 4, C 6 H 6 და სხვ.) და ასიმეტრიული (HX, CH 3 X, C 6 H 5 X; X არის ჰალოგენი). ეს არის არაპოლარული და პოლარული მოლეკულები. პოლარულ მოლეკულას ასევე უწოდებენ დიპოლს ან დიპოლს.

პოლარულიმოლეკულებს აქვთ მუდმივი დიპოლური მომენტი 0 . ელექტრულ ველში ისინი ასევე განიცდიან დეფორმაციის პოლარიზაციას, რაც გამოიწვევს მათი დიპოლური მომენტის ზრდას, ე.ი. ელექტრულ ველში პოლარული მოლეკულის დიპოლური მომენტი შედგება ორი კომპონენტისგან: შინაგანი დიპოლური მომენტი 0 და გამოწვეული (გამოწვეული) ინდუს

0 + ინდ (4.9)

გარე ველის არარსებობის შემთხვევაში (E = 0), პოლარული მოლეკულების დიპოლური მომენტები შემთხვევით მიმართულია მოლეკულების თერმული მოძრაობის გამო.

პოლარული მოლეკულები ერთმანეთის მიმართ ორიენტირებულია საპირისპირო მუხტების ელექტროსტატიკური მიზიდულობის შედეგად.

თერმული მოძრაობა ხელს შეუშლის პოლარული მოლეკულების ორიენტაციას ველის სიძლიერის ხაზების გასწვრივ. ამიტომ, ტემპერატურის მატებასთან ერთად, ორიენტაციის პოლარიზაცია მცირდება.

როდესაც ხდება ინდუცირებული დიპოლური მომენტი, ხდება დეფორმაციის პოლარიზაცია პ დეფ. ამრიგად, პოლარული მოლეკულები მუდმივ ელექტრულ ველში განიცდიან როგორც ორიენტაციულ, ასევე დეფორმაციულ პოლარიზაციას.

ამ შემთხვევაში, მთლიანი მოლარის პოლარიზაცია

P \u003d P ან + P def \u003d P ან + P el + P at (4.10)

ამისთვის პოლარული მოლეკულები დებიმ გამოიღო შემდეგი მიმართება П = , (4.11)

სადაც 0 არის პოლარული მოლეკულის შინაგანი დიპოლური მომენტი;

k არის ბოლცმანის მუდმივი, ტოლია 1,38×10 -23 J/K;

T არის სისტემის აბსოლუტური ტემპერატურა კელვინის გრადუსებში;

a არის მოლეკულების დეფორმაციის პოლარიზება.

ამისთვის არაპოლარული მოლეკულები უკვე დაწერილია განტოლება

P \u003d 4/3 pN A a.

(4.8), (4.10) ფორმულების შედარებისას ვიღებთ

P def \u003d 4/3 pN A a

P op \u003d 4/3 pN A (4.12)

გამოთქმა (4.12) ე.წ დებაის განტოლება .

უნდა აღინიშნოს, რომ ორიენტაციისა და დეფორმაციის პოლარიზაციის გამონათქვამები მოქმედებს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დიპოლები არ ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. ეს შესაძლებელია, როცა მოლეკულებს შორის მანძილი დიდია, ე.ი. აირებში ან პოლარული ნივთიერებების განზავებულ ხსნარებში არაპოლარულ გამხსნელებში.

მოლეკულების სტრუქტურის დასადგენად აუცილებელია მათი ძირითადი ელექტრული და ოპტიკური მახასიათებლების ცოდნა. ასეთი ელექტრული მახასიათებლებია პოლარიზება ადა დიპოლური მომენტი მ. მოლეკულების ამ მახასიათებლების შესწავლა გვაწვდის მნიშვნელოვან ინფორმაციას ელექტრონის სიმკვრივისა და ელექტრონების მობილურობის განაწილების შესახებ.

პოლარიზება ადა დიპოლური მომენტი მმოლეკულების ადვილად გამოთვლა შესაძლებელია ნებართვის მონაცემებიდან ედა რეფრაქციული ინდექსი ნნივთიერებები, რომლებიც დაკავშირებულია ნივთიერების პოლარიზაციასთან.

დიელექტრიკული მუდმივი ეასახავს თხევადი მოლეკულების ელექტრულ თვისებებს და უდრის კონდენსატორების ტევადობის თანაფარდობას:

სადაც C 0 არის ჰაერის კონდენსატორის ტევადობა;

C არის საცდელი ნივთიერებით სავსე კონდენსატორის ტევადობა.

ეს მნიშვნელობა გვიჩვენებს რამდენჯერ მცირდება ელექტრული ველის სიძლიერე ევაკუუმთან შედარებით მატერიის პოლარიზაციის გამო (E 0).

მოლეკულის ოპტიკური თვისებები განისაზღვრება გარდატეხის ინდექსის მნიშვნელობით.

გარდატეხის ინდექსი დამოკიდებულია ინციდენტის გამოსხივების ტალღის სიგრძეზე და ტემპერატურაზე. არსებობს კავშირი რეფრაქციულ ინდექსსა და ნივთიერების გამტარიანობას შორის, რომელიც აღმოაჩინა მაქსველმა:

რაც მეტია პოლარიზაცია, მით მეტი ე. ვაკუუმის ნებართვა შეიძლება მივიღოთ როგორც ერთიანობა (e 0 = 1).

კულონის კანონიდან F = გამომდინარეობს, რომ მუხტებს შორის ურთიერთქმედების ძალა ნებისმიერ გარემოში ეჯერ უფრო მცირეა ვიდრე ვაკუუმში. ეს შემცირება გამოწვეულია ნივთიერების შიგნით პოლარიზებით, ე.ი. ეუნდა იყოს დაკავშირებული პოლარიზებასთან ადა პოლარიზაცია პ.

ამ რაოდენობებს შორის ასეთი კავშირი დაამყარეს კლაუსიუსმა და მოსოტიმ არაპოლარული დიელექტრიკისთვის.

, (4.13)

სადაც N A არის ავოგადროს ნომერი;

M არის ნივთიერების მოლური მასა;

არის მატერიის სიმკვრივე.

გაზომილი რდა ე, შესაძლებელია გამოვთვალოთ არაპოლარული მოლეკულების მრუდის პოლარიზაცია. იცის რდა ესხვადასხვა ტემპერატურაზე შეიძლება დადგინდეს, დამოკიდებულია თუ არა პოლარიზაცია ტემპერატურაზე.

პოლარული მოლეკულებისგან შემდგარი ნივთიერებებისთვის მიღებული იქნა დები-ლანჟევინის განტოლება (1912), რომელიც ითვალისწინებს შინაგან დიპოლურ მომენტს. 0 მოლეკულები. დები-ლანჟევინის განტოლება მიღებული იყო პოლარული გაზებისთვის.

პოლარიზაცია

პოლარიზაცია

ატომები, იონები, მოლეკულები, ამ h-c-ის უნარი შეიძინოს p (იხ. DIPOLE) ელექტრულში. E. პ-ის გამოჩენა განპირობებულია ელექტრული გადაადგილებით. ბრალდებით in at. სისტემები E ველის მოქმედების ქვეშ; ასეთი ინდუცირებული მომენტი p ქრება ველის გამორთვისას; პ-ს ცნება, როგორც წესი, არ ეხება იმ ადამიანებს, რომლებსაც აქვთ პოსტი. დიპოლური მომენტი, მაგალითად. პოლარულ მოლეკულებამდე.

შედარებით სუსტ ველებში, p-ის დამოკიდებულება E-ზე წრფივია:

სადაც a-ს აქვს მოცულობა, yavl. რაოდენობები. გავზომოთ პ და დაუძახათ. ასევე P. ზოგიერთი მოლეკულისთვის P.-ის მნიშვნელობა შეიძლება დამოკიდებული იყოს E-ის მიმართულებაზე (ანიზოტროპული P.). ძლიერ ველებში, p(E) დამოკიდებულება წყვეტს წრფივ ყოფნას.

ფ-ლეში (1) E- ელექტრო. ველი h-tsy-ის მდებარეობაზე, ანუ ლოკალური ველი; იზოლირებული h-tsy-სთვის ის ემთხვევა ext. ევნეშის ველი; თხევად ან კრისტალში აინტი ემატება ევნეშს, რომელიც იქმნება სხვა ატ-ის მიმდებარე მუხტებით. ჰ-ც.

როდესაც ველი ჩართულია, p მყისიერად არ გამოჩნდება; p მომენტის დადგენა დამოკიდებულია p-c-ის ბუნებაზე და გარემოზე. სტატიკური ველი სტატიკურია. მნიშვნელობა P. ცვლადის ველში E, მაგალითად. იცვლება ჰარმონიულად. კანონი, P. დამოკიდებულია მის w სიხშირეზე და დნობის დროს t. საკმარისად დაბალ w და ​​მოკლე t, მომენტი p დაყენებულია ფაზაში E-ში ცვლილებებით და P. ემთხვევა სტატიკურს. P. ძალიან მაღალი w და ​​დიდი t, p მომენტი შეიძლება საერთოდ არ წარმოიშვას (ადამიანი "არ გრძნობს" ველს). შუალედურ შემთხვევებში (განსაკუთრებით, როდესაც w» 1/t) შეინიშნება დისპერსიისა და შთანთქმის ფენომენი.

განასხვავეთ რამდენიმე. ტიპები P. ელექტრონული P. განპირობებულია ცვლის E სფეროში ელექტრონული გარსების შედარებით at. ბირთვები; და დაახლოებით n და I P. (იონურ კრისტალებში) - წონასწორული პოზიციიდან საპირისპირო იონების საპირისპირო მიმართულებით გადანაცვლებით; ატომური P. განპირობებულია სხვადასხვა ტიპის ატომების მოლეკულაში გადანაცვლებით (ეს დაკავშირებულია მოლეკულაში ელექტრონის სიმკვრივის ასიმეტრიულ განაწილებასთან). ამ ტიპის პ-ების ტემპერატურული დამოკიდებულება სუსტია: პ-ის ტემპერატურის მატებასთან ერთად რამდენიმე. მცირდება.

ფიზიკის ტელევიზიაში. და თხევადი დიელექტრიკები პ-ში გაგება შდრ. P. (დიელექტრიკის პოლარიზაცია P, გამოითვლება ერთ საათში და ელექტრული ველის სიძლიერის ერთეულზე: a \u003d P / EN, სადაც N არის საათების რაოდენობა ერთეულ მოცულობაზე). პ პოლარული დიელექტრიკები ე.წ. ორი ე ნ ტ ა ტ ი ო ნ ო ი. დიელექტრიკების პოლარიზაცია მისი f-ts მკვეთრი გადასვლისას ერთი შესაძლოდან მეორეზე E ველის მოქმედებით შეიძლება აღწერილი იყოს რელაქსაციის პოლარიზაციის შემოღებით.ამ ტიპის პოლარიზაციის დამახასიათებელი თვისებაა მათი მკვეთრი დამოკიდებულება ტემპერატურაზე.

კონცეფცია "P." მიიღო განაცხადი დიელექტრიკის ფიზიკაში, ამბობენ. ფიზიკა და ქიმია. შედარებით მარტივი სისტემებისთვის კავშირი P.-სა და მაკროსკოპულს შორის. ჰარ-კამი ინ-ვა აღწერილია, მაგალითად. ელექტრონული P.-სთვის ლორენცი - ლორენცის ფორმულა ან კლაუსიუსი - მოსოტის ფორმულა და ორიენტაციური P. - Langevin - Debye ფორმულის გათვალისწინებით. ამ და მსგავსი f-l-ის დახმარებით შესაძლებელია ექსპერიმენტულად განვსაზღვროთ P. ცნება „P“. გამოიყენება ზოგიერთი ოპტიკური ახსნისა და შესასწავლად. ფენომენები (სინათლის პოლარიზაცია, სინათლის გაფანტვა, ოპტიკური აქტივობა, სინათლის რამანის გაფანტვა), აგრეთვე ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედებები, განსაკუთრებით პოლიატომური მოლეკულების სისტემებში (კერძოდ, ცილები).

ფიზიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. . 1983 .

პოლარიზაცია

ატომები, იონები და მოლეკულები - ამ ნაწილაკების ელექტრული შეძენის უნარი. დიპოლური მომენტი გვ . ელექტროში ველი ე . ელექტროში ველში, მუხტები, რომლებიც ქმნიან ატომებს (მოლეკულები, იონები) გადაადგილდებიან ერთმანეთის მიმართ - ნაწილაკი, როგორც ჩანს, ინდუცირებულია. დიპოლური მომენტი, რომელიც ქრება ველის გამორთვისას. P.-ს ცნება, როგორც წესი, არ მიეკუთვნება მუდმივი დიპოლური მომენტის მქონე ნაწილაკებს (მაგალითად, პოლარულ მოლეკულებს). შედარებით სუსტ ელექტროში ველები

კოეფიციენტი ასევე მოუწოდა პ., ის მისი რაოდენობაა. ზომა (აქვს მოცულობის განზომილება). მაგალითად, ატომური სისტემებისთვის. ზოგიერთი მოლეკულა, P. შეიძლება იყოს ანისოტროპული. ამ შემთხვევაში, დამოკიდებულება უფრო რთულია:

სადაც - სიმეტრიული მე-2 წოდება, მე,

p(E) წყვეტს იყოს წრფივი.

იზოლირებისთვის მენაწილაკი (მაგალითად, იშვიათი გაზი), ველის სიძლიერის მნიშვნელობა (ველი ნაწილაკების ადგილმდებარეობაზე) ემთხვევა გარე სიძლიერეს. ველი თხევადი ან ბროლის ნაწილაკებს ემატება k - ველი, რომელიც შექმნილია მოცემული ნაწილაკების გარშემო არსებული სხვა ნაწილაკების მუხტით (ადგილობრივი ველი).

როცა ველი ჩართულია, მომენტი გვ . არ ჩნდება მყისიერად; მოწესრიგების დრო გვ თითოეული ტიპის ნაწილაკებისთვის განსხვავებულია მათი ფიზიკური მიხედვით. ბუნებას და ახასიათებს დასვენების დრო

ნაიბი. პოლარობის ცნება გამოიყენება დიელექტრიკის ფიზიკაში. აქ ის განსაზღვრავს მედიუმის პოლარიზაციას R,დიელექტრიკი მგრძნობელობის დიელექტრიკი. გამტარიანობა უმარტივეს შემთხვევაში

(ჯამზე აღებულია ყველა ნნაწილაკები ერთეულ მოცულობაზე). პ ცნება გამოიყენება მოლეკულების ფიზიკაში და ფიზიკურ. ქიმია. გაზომვის შედეგები პდა ოპტიკური გარემოს მახასიათებლები ყოველთვის შეიცავს ინფორმაციას მისი შემადგენელი ნაწილაკების P.-ის შესახებ.

სტატიკურის შემთხვევა ველები ე პასუხობს სტატიკურად. P.-ის მნიშვნელობა, რომელიც ნაწილაკების ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ინდივიდუალური მახასიათებელია. AC-ში ველი ე (მაგ., უმარტივეს შემთხვევაში, ჰარმონიული დამოკიდებულებები ე დამოკიდებულია ველის რხევების სიხშირეზე და მოსახერხებელია მისი წარმოდგენა რთული სიდიდის სახით:

ასეთ ველში პ.-ს ქცევის სპეციფიკა პირველ რიგში დამოკიდებულია რელაქსაციის დროზე.საკმარისად დაბალ სიხშირეებზე და მოკლე მომენტებზე. გვ დაყენებულია ველის ცვლილების თითქმის ფაზაში. ძალიან მაღალი ან დიდი ბრუნვის დროს გვ შეიძლება საერთოდ არ მოხდეს; ნაწილაკი „არ გრძნობს“ ველის არსებობას, არ არსებობს პ. შუალედურ შემთხვევებში (განსაკუთრებით - ზე) შეინიშნება დისპერსიისა და შთანთქმის ფენომენი და დამოკიდებულება აშკარად გამოხატულია და ზოგჯერ ძალიან რთული.

არსებობს პ-ის შემდეგი ტიპები.

ელექტრონული პ. განპირობებულია დარგის ცვლილებით ე . ელექტრონული გარსები ატომის ბირთვებთან შედარებით. ატომებისა და იონების მნიშვნელობა არის მათი მოცულობის რიგი ს. ელექტრონული P. ადგილი აქვს ყველა ატომსა და ატომურ სისტემაში, მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში მისი მცირე ზომის გამო შეიძლება შენიღბული იყოს სხვა, უფრო ძლიერი ტიპის P.

იონურ კრისტალებში იონური P. განპირობებულია მინდორში დრეკადი გადაადგილებით ესაპირისპირო სახელების იონები მათი წონასწორობის პოზიციებიდან ერთმანეთის მიმართ საპირისპირო მიმართულებით. NaCl ტიპის იონური კრისტალების უმარტივეს შემთხვევაში, რაოდენობა

სადაც - იონების მასები, - მათი , -საკუთარი. ბროლის იონების ელასტიური რხევების სიხშირე (ოპტიკური ტოტი), - გარეგანი სიხშირე. ველები (სტატიკური ველებისთვის = 0). რელაქსაციის დრო c (რელაქსაციის სიხშირე = დევს სპექტრის IR რეგიონში).

მოლეკულების ატომური P. განპირობებულია ველში გადაადგილებით ემოლეკულაში სხვადასხვა ტიპის ატომები (მოლეკულაში ელექტრონის სიმკვრივის ასიმეტრიული განაწილების გამო). ამ ტიპის P. ჩვეულებრივ შედგება.ზოგჯერ ატომურ P.-ს ასევე უწოდებენ P., რომელიც დაკავშირებულია ელექტრონების გადაადგილებასთან, რომლებიც უზრუნველყოფენ კოვალენტურ ბმებს კრისტალებში, როგორიცაა ალმასი (Ge, Si). ყველა ამ ტიპის P.-ის ტემპერატურული დამოკიდებულება განსაკუთრებით სუსტია (ზრდით თნივთი ოდნავ იკლებს).

დიელექტრიკის ფიზიკაში ყველა სახის პოლარიზაცია დაკავშირებულია ამა თუ იმ ტიპის პოლარიზაციასთან. მათგან მნიშვნელოვანია ორიენტაცია და დასვენება. ამ ტიპის პ.-ს დამახასიათებელი ნიშანია ტემპერატურაზე მკვეთრი დამოკიდებულება, რაც შესაძლებელს ხდის მათ გამოყოფას ექსპერიმენტების დროს. განმარტებები.

ორიენტაცია P. შემოტანილია პოლარული დიელექტრიკებისთვის (გაზები, სითხეები), რომლებიც შედგება მოლეკულებისგან ბოსტნით. დიპოლური მომენტები, ისევე როგორც კრისტალები, რომლებშიც დიპოლური მომენტები შეიძლება ბრუნავდეს. თუ დიელექტრიკი შედგება იდენტური მოლეკულებისგან, რომლებსაც აქვთ პოსტი, დიპოლური მომენტი რ 0, შემდეგ ორიენტაცია. P. განისაზღვრება იხ. პოლარიზაციის მნიშვნელობა P=დაკავშირებული ერთ მოლეკულასთან ( p 0 E i- მოლეკულის მომენტის პროექცია ველის მიმართულებით ე),ე.ი.

ორიენტაცია სფეროში ედარღვეულია თერმული მოძრაობით, ამიტომ ძლიერ დამოკიდებულია ტემპერატურაზე:

რელაქსაცია P. (თერმული;)

ჩვეულებრივ შეყვანილია იონური კრისტალებისთვის, სადაც სუსტად შეკრულ იონებს აქვთ ორი (ან მეტი) წონასწორული პოზიცია, რაც ველში ეხდება არათანაბრად სავარაუდო, რაც იწვევს საშუალების პოლარიზაციის გამოჩენას და, შესაბამისად, საშუალო (-ით) P-ის შემოღების შესაძლებლობას. გამოთვლა (გამოცდილებით დადასტურებული) იძლევა: = სად ბარის მანძილი იონების წონასწორულ პოზიციებს შორის.

ამ ტიპის P.-სთვის, მნიშვნელობები დევს ფართო დიაპაზონში და დიდად არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე და სხვა გარეგნობაზე. პირობები. ცვლადი ველების შემთხვევაში და დამოკიდებულია სიხშირეზე ext. ველები ისევე, როგორც სხვა ტიპები 11. ჰეტეროგენული დიელექტრიკების პოლარიზაციის განხილვისას ჩვეულებრივ არ გამოიყენება პოლარიზაციის ცნება.

დიელექტრიკის ფიზიკის ლიტერატურაში ზოგჯერ პ. კოეფიციენტი შორის პროპორციულობა პდა E(P=ე),ანუ დიელექტრიკი. მგრძნობელობა.

შედარებით მარტივი სისტემებისთვის, კავშირი ელექტრონულ P.-სა და მაკროსკოპულს შორის. აღწერილია ნივთიერების მახასიათებლები ლორენცი- ლორენცის ფორმულაან კლაუსიუსი- მოსოტის ფორმულა,და იმის გათვალისწინებით - ლანგევეპა- Debye ფორმულადა მათი დახვეწილი მოდიფიკაციები. ეს დამოკიდებულებები არის exierim-ის საფუძველი. განმარტებები იონური P. განისაზღვრება (2) ტიპის f-ლამებით. ექსპერიმენტული და თეორიულის შედარება. მონაცემები e-mag-ის შთანთქმისა და დისპერსიის შესახებ. ტალღები, დიელექტრიკი. დანაკარგები და ა.შ. გვაძლევს ინფორმაციას როგორც პ-ის შესახებ, ასევე მისი ცვლილებების მიმდინარეობის შესახებ გარეგანი სიხშირით. ველები. მრავალი მოლეკულისა და მათი სისტემების (კერძოდ, ანისოტროპული) თვისებები (და ეფექტები, რომლებშიც ისინი თავს იჩენენ) ხშირად განისაზღვრება მათი შემადგენელი ნაწილაკების P. და P.-ით. ასეთი თვისებებისა და ეფექტების მაგალითებია სინათლის გაფანტვა (რამანის ჩათვლით), ოპტიკური. კერ-რას ეფექტი და ა.შ. P.-ს და მისი თეორიის შესწავლა მჭიდრო კავშირშია მოლეკულათაშორისი ურთიერთქმედების, მოლეკულების აგებულების, განსაკუთრებით ისეთი რთული, როგორიცაა, კერძოდ, ცილები.

ძლიერ ელექტროში ველების დამოკიდებულება p(E) ხდება არაწრფივი (იხ არაწრფივი მგრძნობელობა).

ფიზიკური ენციკლოპედია. 5 ტომად. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. მთავარი რედაქტორი A.M. პროხოროვი. 1988 .

ნახეთ, რა არის „POLARIZABILITY“ სხვა ლექსიკონებში:

პოლარიზება არის ნივთიერებების ფიზიკური თვისება, მიიღონ ელექტრული ან მაგნიტური დიპოლური მომენტი (პოლარიზაცია) გარე ელექტრომაგნიტურ ველში (იხ. სტატია დიელექტრიკის პოლარიზაცია). ტერმინი პოლარიზება ასევე გამოიყენება ... ... ვიკიპედიისთვის

ელექტრულ ველში ატომების, იონების და მოლეკულების უნარი შეიძინონ დიპოლური მომენტი p: p =?E. პროპორციულობის ფაქტორი? პოლარიზებასაც უწოდებენ... დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

პოლარიზებადობა- გამოყენებული ელექტრული ველის გავლენით ელექტრული ველის სიძლიერის შეცვლის თვისება. [ᲛᲔ ᲕᲐᲠ. ნევდიაევი. სატელეკომუნიკაციო ტექნოლოგიები. ინგლისური რუსული განმარტებითი ლექსიკონის საცნობარო წიგნი. რედაქტირებულია Yu.M. გორნოსტაევი. მოსკოვი, 2002]…… ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო

ელექტრულ ველში ატომების, იონების და მოლეკულების უნარი შეიძინონ დიპოლური მომენტი p:p = αE. პროპორციულობის ფაქტორს α ასევე უწოდებენ პოლარიზებულობას. * * * პოლარიზებადობა პოლარიზებადობა, ატომების, იონების და მოლეკულების უნარი ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

პოლარიზებადობა- poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis polinių molekulių orientaciją elektriniame lauke. ატიტიკმენის: ინგლ. პოლარიზება vok. Polarisierbarkeit, f rus. პოლარიზება, ფრანც……

პოლარიზებადობა- poliarizuojamumas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos Gebėjimas poliarizuotis. ატიტიკმენის: ინგლ. პოლარიზება vok. Polarisierbarkeit, f rus. პოლარიზება, f pranc. პოლარიზებადი, ფ... Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

ელექტრული ველის მოქმედებით მატერიის პოლარიზაციის ორი მიზეზი არსებობს. პირველი არის ელექტრონული გარსის სიმძიმის ცენტრის გადაადგილება (სათანადო პოლარიზება). მეორე არის ველის ორიენტირებადი მოქმედება, რომელსაც შეუძლია მოლეკულები, რომლებსაც აქვთ მუდმივი (ზოგჯერ მყარად უწოდებენ) დიპოლური მომენტი უფრო ახლოს ველის მიმართულებასთან. მაშასადამე, მიღებულია პოლარიზებადობის ორ ნაწილად დაყოფა: ა - სათანადო პოლარიზებადობა და ორიენტაციის პოლარიზებადობა.

დიპოლის ორიენტაცია მოითხოვს მთლიანი მოლეკულის ბრუნვას. მოლეკულის ინერციის გამო, ამ ბრუნვას გარკვეული დრო სჭირდება. სწრაფი ელექტრომაგნიტური რხევებით, ხისტი დიპოლი ვერ მიჰყვება ველს. აქედან გამომდინარე, არ არსებობს ორიენტაციის პოლარიზება სინათლის ტალღებისთვის.

გარდატეხის ინდექსის გაზომვით, ჩვენ შეგვიძლია ვიპოვოთ მოლეკულის პოლარიზება a. თუ დამატებით და იზომება, მაშინ გამოკლება მისცემს ორიენტაციის პოლარიზადობის მნიშვნელობას

ორიენტაციის პოლარიზება პირდაპირ კავშირშია მოლეკულის მძიმე დიპოლურ მომენტთან. მოდით ვაჩვენოთ ეს

გაზის მოლეკულები სივრცეში მიმოფანტულია თვითნებური ორიენტირებით თერმული ქაოტური მოძრაობის გამო. ველის არარსებობის შემთხვევაში, მოლეკულის დიპოლური მომენტი თანაბრად სავარაუდოა, რომ ჰქონდეს რაიმე ორიენტაცია. თუ ველი დაწესებულია, მაშინ სიტუაცია იცვლება. დიპოლის პოტენციური ენერგია არის სად არის ველის პოტენციალი დიპოლის ბოლოებში, ე.ი.

სად არის კუთხე ველისა და დიპოლური მომენტის ვექტორებს შორის. მინიმალურ ენერგიას აქვს ველის გასწვრივ დამყარებული დიპოლი, მისი ენერგია იქნება - თერმული მოძრაობა ხელს უშლის ყველა დიპოლს, დაიკავოს პოზიცია მინიმალური ენერგიით. დადგენილია გარკვეული კომპრომისული განაწილება: მაქსიმალური ენტროპიისა და მინიმალური ენერგიისკენ სწრაფვა დაბალანსებულია (შდრ. გვ. 603). ბოლცმანის კანონი გამოხატავს ამ კომპრომისს. ალბათობა იმისა, რომ მოლეკულის ენერგია დევს შორის არის პროპორციული, შესაბამისად, ჩვენს შემთხვევაში, მოლეკულების ის ფრაქცია, რომლებშიც კუთხეებს შორისაა მოქცეული დიპოლური მომენტების მიმართულებები, იქნება.

ჩვეულებრივი ტემპერატურებისთვის 105 ვ/სმ რიგის უძლიერესი ველებისთვისაც კი, თანაფარდობა იქნება 0,01 რიგის (დიპოლური მომენტები არის სიდიდის რიგის სიდიდეები. ამიტომ შეგვიძლია შემოვიფარგლოთ მიახლოებით და სასურველით. მოლეკულების ფრაქცია ტოლი იქნება

ამ გამოთქმის ინტეგრალი ზე-დან, ალბათობის ცნების მნიშვნელობის მიხედვით, უნდა იყოს ერთის ტოლი, რადგან ნებისმიერი მოლეკულის მიმართულება დევს სადღაც შემდეგ, როგორც ადვილი შესამოწმებელია, მოლეკულების ფრაქცია, რომლის პოლარიზაციის ვექტორი. მდგომარეობს ინტერვალში დან მდე იქნება ტოლი

დიპოლური მომენტის პროექცია ველის მიმართულებით არის თუ მოლეკულების რაოდენობა მოცულობის ერთეულზე, მაშინ ის ნაწილი, რომელიც იქნება

პოლარიზაციის ვექტორში შეყვანილი მოლეკულების მიერ ველის მიმართ დახრილი კუთხით იქნება ტოლი

პოლარიზაციის ვექტორი ნაპოვნია ამ გამოხატვის ინტეგრირებით დან . ჩვენ ვიღებთ:

და, შესაბამისად, ორიენტაციის პოლარიზება გამოიხატება ფორმულით

ურთიერთობა მოლეკულურ პოლარიზაციასა და ტემპერატურას შორის გამოიხატება ფორმულით

თეორიის ეს დასკვნა შესანიშნავად ადასტურებს გამოცდილებას. 7-ის ფუნქციის 9-ის გაზომვით, არ არის რთული ამ დამოკიდებულების კურსიდან გამოთვალოთ მოლეკულის ელექტრული თვისებების დამახასიათებელი ორივე პარამეტრი: პოლარიზება და "მძიმე" დიპოლური მომენტი.

ამრიგად, რეფრაქციის შედეგად მიღებული მონაცემები (ა-სთან მიმართებაში) შეიძლება შევადაროთ პოლარიზაციის გაზომვებს

ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ზოგიერთ შემთხვევაში მეზობელი ნაწილაკების დიპოლების ურთიერთქმედებამ შეიძლება გამოიწვიოს ნებართვის მნიშვნელოვანი ცვლილებები არაურთიერთმოლეკულების სისტემის ღირებულებასთან შედარებით. ამ სახის დაკვირვება შეიძლება განხორციელდეს იმავე მოლეკულებისგან აგებული სითხეებისა და აირების გაზომვით.

ნაწილაკების ურთიერთქმედება ასევე გავლენას ახდენს კრისტალების დიელექტრიკულ მუდმივობაზე.

კრისტალურ მყარებში, როგორც წესი, ელექტრული პოლარიზაცია ხდება მხოლოდ ელექტრონული გარსის დეფორმაციისა და იონების გადაადგილების გამო. არ არსებობს ორიენტაციის პოლარიზაცია: მოლეკულების ბრუნვა კრისტალში ძირითადად შეუძლებელია.

ბევრ იონურ კრისტალში, გარდატეხის ინდექსის კვადრატი ბევრად ნაკლებია დიელექტრიკულ მუდმივზე (მაგალითად, კლდის მარილი არის 2.37 და 6.3, შესაბამისად, ტიტანის დიოქსიდი არის 7.3 და 114, ტყვიის კარბონატი არის 4.34 და 24 და ა.შ.). ასეთ კრისტალებში, სტატიკური ველის მოქმედებით, დეფორმირებულია არა მხოლოდ ელექტრონული გარსი, არამედ იონები მთლიანად გადაადგილდებიან. პირიქით, დადგინდა, რომ მოლეკულურ კრისტალებში გამტარიანობა არ განსხვავდება გარდატეხის ინდექსის კვადრატისგან, რაც ადასტურებს პოლარიზაციის არსებობას მხოლოდ ელექტრონული გარსის დეფორმაციის გამო.

იმის გამო, რომ არ არსებობს ორიენტაციის პოლარიზაცია, კრისტალებს აქვთ ნებართვის სუსტი დამოკიდებულება ტემპერატურაზე.

ჩვენ უკვე ვთქვით, რომ სწრაფად ცვალებადი ველის შემთხვევაში ორიენტაციის პოლარიზაცია არ არსებობს და მოლეკულური პოლარიზაცია ხდება გარდატეხის ტოლი. მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ, რომელი ველის რხევები უნდა ჩაითვალოს სწრაფად. ეს განისაზღვრება დასვენების დროით. თუ დასვენების დრო გაცილებით მეტია ვიდრე რხევის პერიოდი, მაშინ არ არის ორიენტირებული პოლარიზაცია.

რელაქსაციის დრო განხილული იყო 144 გვერდზე. თუ დიელექტრიკი მუდმივ ველშია, მისი დიპოლები მიიღებენ მოცემული ტემპერატურისთვის დამახასიათებელ ორიენტაციების გარკვეულ წონასწორულ განაწილებას. თუ ველი გამორთულია, დიპოლები დეზორიენტირებული იქნება. თუმცა, ეს არ ხდება მყისიერად და წესრიგი ეცემა ექსპონენციალური კანონის მიხედვით. ამ კლების სიჩქარე ხასიათდება რელაქსაციის დროით, დრო, რომლის დროსაც პოლარიზაცია მცირდება ფაქტორით. თუ რხევის პერიოდზე ბევრად მეტია, მაშინ სანამ დიპოლების ორიენტაცია შეიცვლება, გარე ველი შეიცვლება მიმართულებას. ასეთი სწრაფი ველის მოქმედება საერთოდ არ იმოქმედებს დიპოლების ქცევაზე. თუმცა, თუ ყოველი მყისიერი მდგომარეობა წონასწორობაშია და პოლარიზაცია მორჩილად მიჰყვება ველს. დიელექტრიკების უმეტესობისთვის დასვენების დრო წესრიგშია