Электрический дипольный момент методы измерения

Удельные сопротивления полимеров и их электрическая прочность (сопротивление пробою) еще недостаточно изучены связь их с другими физическими и химическими свойствами полимеров, а также с особенностями их внутреннего строения еще недостаточно выяснена. Наоборот, по диэлектрической проницаемости и диэлектрическим потерям полимеров имеется теоретический и экспериментальный материал, который дает возможность уже в настоящее время изучать связь этих свойств с другими свойствами полимеров. Измерение диэлектрической проницаемости является основным методом определения дипольного момента молекул и изучения их полярной структуры (см. 23). В связи с этим из пяти названных выше технических характеристик диэлектрических свойств остановимся на первых двух. [c.594]

Очевидно, в дальнейшем суш,ественный прогресс в квантовомеханическом изучении молекул должен быть связан с открытием новых экспериментальных методов измерения молекулярных характеристик. Очень важной характеристикой молекул являются направления моментов переходов, знание их (в случае достаточно симметричных молекул) позволяет идентифицировать соответствующие состояния. Другая интересная характеристика электрические дипольные моменты, по которым можно судить [c.274]

Знак электрических дипольных моментов. Экспериментальные методы измерения дипольных моментов молекул указывают только их величину, но не направление однако на основании всего сказанного выше легко предложить метод определения взаимного направления дипольных моментов, произведенных двумя заместителями, введенными в параположение бензола. Если результирующий момент равен сумме моментов связей, то направление последних относительно бензольного кольца противоположно, а если он равен их разности, то одинаково [c.120]

Среди методов исследования магнитных и электрических свойств наибольшее применение в химии получили измерения магнитной восприимчивости и дипольного момента молекул. [c.187]

Когда проводят количественные измерения в физике, то регистрируют факты, подобные показаниям самописца или щелчкам счетчика Гейгера. Это и есть наблюдения. Термин наблюдаемые в квантовой механике означает не только то, что действительно можно видеть, а обозначает любую величину, которая в принципе может быть измерена. Существует важное различие между волновой функцией, вид которой зависит от выбора координат (переменных), описывающих систему, и которая сама не является наблюдаемой, и, например, дипольным моментом, принимающим значение, не зависящее от того, какой метод используют для его расчета или измерения. Поэтому дипольный момент называют наблюдаемой, хотя в действительности для его определения экспериментально можно измерять электрическую емкость. [c.67]

Интенсивное изучение электрических свойств органических соединений началось в первой четверти XX в. после разработки Дебаем (1924) экспериментального метода определения дипольных моментов, основанного на измерении диэлектрической проницаемости в парах и в разбавленных растворах полярных веществ в неполярных растворителях. В середине 20-х — начале 30-х годов XX в, метод дипольных моментов был применен для решения ряда стереохимических проблем, а также вопросов электронной структуры органических соединений. Успешное использование нового физического метода исследования органических соединений послужило предпосылкой для создания А. Мюллером так называемой дипольной теории запаха, предложенной им в 1936 г. [328]. Сущность теории сводится к тому, что качественное отличие запахов соединений определяется различием величин дипольных моментов молекул. Согласно Мюллеру, например, сходство запаха бензальдегида, нитробензола и бензонитрила можно объяснить небольшим различием в величинах дипольных моментов (3,0 В, 4,23 В и 4,39 В соответственно). [c.164]

Перед измерениями химически чистые вещества подвергались перегонке, осушались хлористым кальцием и снова перегонялись. Степень чистоты объектов исследования контролировалась хроматографически. Результат анализа показал, что содержание исследуемых изомеров в обравгхах не ниже 99%, концентрация полярных примесей незначительна. Из всех полярных 1фимесей особого внимания заслуживают следы воды, так как вода обладает сравнительно малым молекулярным объемом и большим электрическим дипольным моментом молекул. Это приводит к тому, что небольшие примеси воды могут заметно влиять на величину " образцов. Анализ на присутствие следов воды в исследованных жидких алканах проводился по методу Фишера, Концентрации воды оказались ниже концентраций, соответствующих насыщенным растворам. Учитывая это, можно полагать, что вода находится в растворенном состоянии, а не в виде эмульсии /6/. Следовательно, [c.126]

Электрический момент диполя (дипольный момент) молекул. Методы измерения дипольных моментов молекул в основном связаны с изучением дипольной поляризации вещества во внешнем электрическом поле. Надо различать дипольный момент изолированных молекул, так [c.54]

В начале шестидесятых годов О. Р. Лайд, определяя дапольный момент с помощью эффекта Штарка, нашел, что его величина для изобутана равна 0,132 В /88/, а для н-пропана - 0,0830/89/. Следует отметить, что определение электрического дипольного момента по Штарк-эффекту дает возможность измерять значения дипольного момента порядка 0,1-0,21) с высокой точностью (до 0,2%). Важно, что дпя метода Штарка несущественно даже значительное загрязнение газов, так как дпя измерения выбираются лишь те линии поглощения, которые принадлежат исследуемой молекуле /90/. Стало ясно, что молекулы алканов обладают постоянным электрическим дЬпольным мо-мштом. Постоянный дипольный момент молекул алканов существует благодаря неполной взаимной компенсации дипольных моментов отдельных С-С-и С-Н-связей /87/. [c.142]

Классические методы определения дипольных моментов основаны на измерениях диэлектрической проницаемости, т. е. изменений электрического поля под влиянием вещества. В то же время в методе молекулярных пучков изучается эффект взаимодействия молекул с электрическим полем, а не изменения последнего. [c.11]

Для выяснения структур некоторых межгалоидных соединений и, в частности, трифторида брома определены диэлектрические константы и электрические дипольные моменты [47]. Измерения проведены на многократно дистиллированном в монелевой аппаратуре трифториде брома методом биения гетеродина. Контроль температур осуществлялся с точностью + 0,05° С. Измерения давлений проводили с точностью +1 мм при помощи прибора Бур-дона, изготовленного из монель-металла и калиброванного по ртутному манометру. Измерительную ячейку калибровали на очищенных образцах аммиака и двуокиси углерода. Диэлектрические константы газов при давлении в одну атмосферу рассчитывали по изменению емкости АС измерительной ячейки. [c.139]

Для выяснения строения молекулы пентафторида брома Роджерс с соавторами [20] измерили электрический дипольный момент пентафторида брома в парообразном состоянии и величину диэлектрической константы жидкости и пара. Аппаратура, техника эксперимента и метод расчета, использованные ими для измерения диэлектрической константы BrFg, аналогичны примененным ранее [21] при изучении IF3 и JFg. Ячейка для измерений была изготовлена из никеля и тефлона. Величины диэлектрической константы жидкого нентафторида брома при различных температурах представлены ниже. [c.218]

Максимум кривой ДС(и) (рис. 11.8) можно объяснить на основе "потенциального" барьера, который точно воспроизводит предполагаемое поведение зародыша мицеллы. Существование таких зародышей, т.е. предмицеллярных агрегатов, которЬю необходимы для процесса мицеллообразования, было показано различными экспериментальными методами, включая, например, кондуктометрию [16], измерение диэлектрических потерь,, осмометрическое измерение давления пара [15] и рентгенографические измерения [17]. Концентрация подобных агрегатов, однако, мала, что соответствует модели, показанной на рис. 11.8, и это придает им черты "классических" зародышей. Из существования вышеупомянутого барьера, который, как теперь принимают, относится к стадии образования зародышей, можно заключить, что более предпочтительно присоединить мономеры к зародышу, чем предполагать агрегирование мономеров как таковых. В очень общих чертах, зародыши (так же как другие агрегаты), образованные полярными ПАВ в неполярных средах, как представляется, обладают предпочтительной геометрической структурой благодаря "векторному" характеру электрического дипольного момента. [c.211]

Согласно методу МО, переход к ионным связям сопряжен с тем, что в зависимости от коэффициентов С и сг вероятность нахожде ия электронов у одного из ядер оказывается выше, чем у другог . Вследствие этого в молекулах электрический заряд распределен неравномерно, и в них появляется так называемый дипольный момент (произведение расстояния между центрами зарядов на заряд х = е/). При измерении дипольного момента всегда надо иметь в виду, что существует различие между постоянным и индуцированным (наведенным) дипольным моментом. [c.99]

Среди факторов, определяющих величину константы экранирования протонов, в начале разд. 1 упоминалось и влияние растворителя. В общем можно полагать, что все эффекты, которые мы до сих пор обсуждали как внутримолекулярные, проявляются также и на межмолекулярном уровне. Например, установлено, что резонансные сигналы веществ, растворенных в ароматических растворителях, проявляются в более сильном поле, чем в растворителе алифатической природы. Этот эффект был приписан диамагнитному кольцевому току бензола и его производных. Подобное же влияние соседних молекул, связанное, однако, либо с экранированием, либо с дезэкранированием, может проявляться в результате магнитной анизотропии кратных связей или влияния электрического поля молекул с большими дипольными моментами. Эффекты растворителя становятся особенно значительными, если межмолекулярные взаимодействия в растворе приводят к образованию специфических комплексов. За счет диполь-дипольных или вандерваальсовых взаимодействий некоторые взаимные пространственные ориентации взаимодействующих молекул становятся более предпочтительными, чем другие. В результате могут наблюдаться специфические изменения резонансных частот отдельных протонов растворенного вещества. Их в свою очередь можно использовать для получения сведений о строении таких комплексов. Поэтому спектроскопия ЯМР оказалась важным методом исследования межмолекулярных взаимодействий. Изменения химических сдвигов под влиянием растворителя обычно меньше 1 м. д. Мы уже рассмотрели в гл. П1 их специальные применения и последствия для резонансных частот эталонных веществ. Для избежания осложнений, вызванных влиянием растворителя, рекомендуется использовать такие инертные растворители, как тетрахлорид углерода или циклогексан. Можно исключить, кроме того, и концентрационные эффекты, если провести измерения при нескольких концентрациях вещества и экстраполировать данные к бесконечному разбавлению. Измерения в газовой фазе, где межмолекулярные взаимодействия сводятся к минимуму, стали осуществимы и для веществ с высокой упругостью паров только после развития импульсных Методов с фурье-преобразованием. [c.109]

Другой метод, разработанный Мак-Интошем с сотрудниками [112—117], состоит в измерении электрических свойств адсорбатов во время их адсорбции найдено, что изменения в кривых электростатической емкости имеют место в точке образования монослоя. Однако интерпретация данных с целью, например, получить сведения о поляризуемости адсорбированных частиц представляет трудность. Для двуокиси серы, адсорбированной на рутиле, кажущийся дипольный момент оказался равным бесконечности. Таким образом, удовлетворительный способ получения кажущихся электрических свойств адсорбированного вещества пока не разработан, и нельзя сделать сколько-нибудь важных выводов, исходя из сделанных наблюдений [115]. [c.276]

LiF. До последнего времени в литературе отсутствовали прямые экспериментальные измерения молекулярных постоянных фтористого лития. На основании изучения отклонения молекулярных пучков фтористого лития в неоднородном электрическом поле Тришка [4018] определил величину произведения момента инерции молекулы LiF на ее дипольный момент и, оценив последний, нашел, что 1,44 Гцр 1,65 A. Позже, Броунштейн и Тришка [912] повторили эти исследования и определили на основании найденной ими величинь ядерного диполь-дипольного взаимодействия длину связи Li —F в состояниях у = 0(1,51 + н-0,08 A) и v = 1(1,57 + 0,08 A). По интенсивности линий, соответствующих значениям и = О и 1, авторы работы [912] нашли приближенные значения частот колебаний обеих изотопных модификаций фтористого лития равными 756 + 38 и 646 + 32 см для Li F и Li F соответственно. Однако эти значения частоты колебания обеих молекул грубо приближенны из-за неточности измерения интенсивности линий и температуры газа в молекулярном пучке, что отмечают и авторы работы [912]. Даже отношение частот колебания молекул Li F и Li F (1,17 + 0,02), найденных в работе [912], существенно отличается от вычисленного по их приведенным массам и равного 1,06. Кроме того, для других молекул ( sF и RbF) значения, найденные этим методом, существенно меньше полученных при исследовании спектров поглощения [c.863]

У кетонов (а также у альдегидов), как и у нитросоединений, наблюдается ноиил ение диэлектрической поляризации, хотя и менее сильное, Таким образом, ассоциаты, если вести расчет по формуле Дебая, обладают, как и ранее допускалось, меньшим дипольным моментом, чем отдельные молекулы. Точного сравнения диэлектрических и криоскопиче-ских (или эбулиоскопнческих) измерений здесь не проводилось. Насколько до сих пор известно, для кетонов в отличие от нитросоединенйй классические методы определения молекулярного веса не указывают на заметную ассоциацию. Вследствие этого сразу же возникают сомнения, реальна ли величина снижения дипольного момента с ростом концентрации, получаемая при расчете по формуле Дебая, и можно ли это объяснить квадрупольной ассоциацией. При расчете дипольного момента по Онза-геру действительно не получается заметной концентрационной зависимости моментов. В этом случае получается только плоский минимум для средних концентраций, что до сих пор не поддается истолкованию (курсив мой. — М. Ш.). Таким образом, снижение поляризации с ростом концентрации не может быть просто объяснено квадрупольной ассоциацией, как это делалось раньше, когда величину этого снижения связывали со степенью ассоциации различных кетонов . Однако далее Хюккель предполагает, что ассоциация в ацетоне и других кетонах все же существует, и в конце концов заключает Пока для кетонов достаточно признания слабой электрической ассоциации диполей для того, чтобы объяснить данные всех наблюдений . [c.129]

НИИ о молекулах как о жестких диполях. Объяснил аномально высокую электрочувствптельность некоторых молекул под действием электрического поля наличием постоянного электрического момента. Исследовал (с 1912) дипольные моменты молекул в растворах полярных и неполярных растворителей создал теорию дипольных моментов. Именем Дебая названа единица измерения дипольных моментов. Предложил (1916) метод наблюдения дифракции рентгеновских лучей в кристаллических порошках и жидкостях, нашедший практическое применение в исследовании структуры молекул. Совместно с А. И. В. Зоммерфельдом установил (1916), что для характеристики движения электрона в атоме при действии магнитного поля требуется третье ( внутреннее ) квантовое число. Совместно с Э. А. А. Й. Хюккелем разработал (1923) теорию сильных электролитов (теория Дебая — Хюккеля), Открыл (1932) дифракцию света на ультразвуке и применил ее к измерению длины акустических волн. Занимался исследованием структуры полимеров. [c.165]

Шагом вперед в этом направлении было применение двух электрических методов изучения хемосорбции фотоэлектрического (Лейпунский [16] и Зурман с сотрудниками [17]) и метода контактных потенциалов (Босворс и Ридил [18]). Оба эти метода связывают адсорбцию с изменением работы выхода электрона (на что указывал еще Лэнгмюр), позволяя найти значение дипольного момента адсорбированной, т. е. уже измененной, молекулы и ее ориентацию по отношению к поверхности. В 40-х годах были разработаны методы, основанные на измерениях электропроводности (или сопротивления) катализаторов-адсорбентов (Вент[19], Туиг[20], Грей[21]). Эти методы позволяли до некоторой степени решать задачи, связанные с механизмом хемосорбции одного или нескольких реагентов и с характером образующейся связи А—К. Большое значение в этом направлении имели работы Зурмана и сотрудников [22], развившего методы различных определений электронного взаимодействия А—К- По изменениям работы выхода электронов, квантового выхода фотоэлектронов и по изменениям сопротивления металлических катализаторов, вызванным адсорбцией различных молекул, Зурман сделал ряд заключений о направлении электронных переходов при адсорбции и о характере связей А—К. [c.267]

ПОСТОЯННЫЙ дипольный момент в основном состоянии и интенсивную полосу поглощения в ближней ультрафиолетовой области спектра химические вещества именно такого типа были выбраны потому, что для них влияние электрического поля на полосу поглощения велико, и поэтому экспериментально с ними легче иметь дело. Правда, недавние эксперименты сделали возможным изучение молекул с дипольными моментами порядка 2 дебаев в основном состоянии, и вероятно даже, что окажется возможным проводить измерения для молекул с еще меньшими дипольными моментами. Когда это станет возможным, предлагаемый здесь метод окажется весьма полезным при определении дипольных моментов состояний и моментов перехода. Кроме того, этот метод можно использовать для нахождения поляризуемостей в возбужденных состояниях [8, 9, 28], а также зависимостей моментов переходов от поля. Очень важно, что с помощью предлагаемого метода оказывается возможным получение данных для возбужденных состояний, поскольку до сих пор число методов, которые позволяют получать такого рода информацию, весьма ограничено. Получаемые с помощью предлагаемого здесь метода данные [c.291]

Б табл. 45 приводятся значения дипольных моментов возбужденных состояний, которые были определены по измерению влияния электрического поля на флуоресценцию молекул в растворе [3, 16, 17], а также по измерению влияния растворителя на поглощение и флуоресценцию [14, 18, 19] (см. также т. 2, разд. П-5). Экспериментальные данные по обоим электрооптическим методам в пределах экспериментальной ошибки 5% приводят к одинаковым результатам. Исключение составляет 2-амино-7-нитрофлуо-рен объяснением тому, может быть, является недостаточная параллельность дипольных моментов и моментов перехода, тогда как в вычислениях принималось, что эти направления параллельны. Различие дипольных моментов, найденных по влиянию растворителя на поглощение и флуоресценцию, больше однако нужно учитывать также и большую ошибку последнего метода ([14] и т. 2, разд. П-5) следовательно, данные все же можно сравнивать. Это сравнение, а также сравнение дипольных моментов в основных состояниях, найденных по измерениям диэлектрической проницаемости, с найденными по измерениям влияния поля на полосы поглощения показывает, что четыре совершенно различных метода приводят к одинаковым результатам конечно, это замечательная проверка надежности всех этих методов. [c.292]

Известен ряд экспериментальных методов определения дипольных моментов веществ в газообразной и жидкой фазах измерение полной молярной поляризации во внешнем электрическом поле измерение молярной поляризации при разных температурах (для газов) метод молекулярного пучка метод инфракрасной спекгро-с коп и и и др. [c.121]

На различии поляризуемости и дипольных моментов молекул газов может быть основан и избирательный метод определешня концентраций отдельных компонентов газовой смеси. Однако измерение теплопередачи в электрическом поле еще не нашло практического применения. Ле получили распространения и остальные методы повышения избирательной способности термокондуктометрических газоанализаторов. [c.75]

Особый случай двойного лучепреломления формы в растворе имеет место, когда ориентирующее действие оказывает электрическое поле. (Это явление возникновения двойного лучепреломления под действием электрического поля известно как эффект Керра.) Очевидно, что вызванное таким путем двойное лучепреломление является непосредственной мерой распределения диполей по ориентациям и, следовательно, дает средство для измерения дипольных моментов, что является полезным дополнением к методам, рассмотренным ранее. Этот эффект рассмотрен Бенуа и Тиноко1<1. [c.140]

Двойное лучепреломление, возникающее при действии электрического поля на высокомолекулярный раствор, является результатом ориентации диполей (см. раздел 6в). Используя синусоидально изменяющееся поле или кратковременные прямоугольные электрические импульсы, можно измерять время релаксации, связанное с этим процессом. Полученная величина может и в этом случае быть связана с коэффициентом вращательной диффузии. При использовании прямоугольного импульса можно наблюдать два независимых свойства нарастание двойного лучепреломления, вызываемое наложением поля, и спад двойного лучепреломления после окончания действия импульса. Согласно Tинoкo , сравнение этих двух явлений позволяет однозначно определить время релаксации, обусловленное вращательной диффузией, так как эффекты, вызываемые постоянными и флюктуирующими дипольными моментами, могут быть в принципе, разделены. Теория и измерение электрического двойного лучепреломления полно обсуждены Бепуа и Тиноко . Три коэффициента вращательной диффузии, полученные этим методом, включены в табл. 29. [c.510]

Наконец, для веществ с низкой летучестью или растворимостью полезным оказывается метод молекулярных пучков. В первоначальном варианте этого метода твердое полярное соединение нагревалось в печи до получения заметного давления паров и узкий пучок молекул пропускался через щель в вакуум. Затем пучок пересекал сильно неоднородное электрическое поле и конденсировался на охлаждаемой металлической пластинке. В отсутствие электрического поля пучок оставляет на приемнике вертикальный след. При наложении поля след смещается, так как в молекулах индуцируется небольнюй дипольный момент. В случае полярных молекул след не только смещается, но и становится шире, так как величина сдвига у полярной молекулы зависит от угла между направлением постоянного диполя и направлением электрического поля. Расширение следа пропорционально величине дипольного момента. Прибор калибруется по веществу с известным дипольным моментом. Значения дипольных моментов, измеренные этим методом, не очень точны, но они все-таки достаточно надежны для того, чтобы продемонстрировать, что [c.245]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология