Энергия реактивного поля

Как видим, энергия реактивного поля объясняет ряд физических особенностей растворителей, и поэтому может быть небесполезным классифицировать растворители по значению - "л- [c.29]

Таблица [[ . Энергия реактивного поля некоторых растворителей при 298,15 К

Зависимость растворимости газов, образованных неполярными (а в случае аргона - и практически неполяризующимися) молекулами пока не находит объяснения, но, учитывая связь ДП со структурой жидкости, а также энергию реактивного поля (см. стр. 29), эту зависимость не следует считать невероятной. [c.152]

Роль реактивного поля не всегда учитывается, хотя, как показано М. И. Шахпароновым, его вклад в энергию межмолекулярного взаимодействия может быть значительным. Так, для воды соотношение (15.1) дает Ец = — 18 кДж/моль, что составляет около 40% всей потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия в воде [664]. Существенно, что зависит не только от статической диэлектрической проницаемости е , принимающей большие значения для полярных жидкостей, но и от Еоо. Поэтому вклад реактивного поля в энергию межмолекулярного взаимодействия может быть значительным и для слабополярных жидкостей. [c.247]

Поляризация молекул углеводородов полем растворенной в жидкости полярной молекулы другого вещества создает реактивное поле, которое в свою очередь поляризует молекулу, вызвавшую поляризацию. Энергию реактивного воздействия поля [c.101]

В ММВ на расстояниях, характерных для жидкого состояния, когда соседние молекулы находятся в непосредственном контакте друг с другом, основную роль играют слабые химические связи с энергией 1...10 кДж/моль. а вклад дипольного, лондоновского и поляризационного взаимодействий незначителен и им можно пренебречь [17... 19]. Влияние же дипольного момента на свойства жидкости объясняется возникновением реактивного поля, которое уменьшает энергию образования ассоциатов и комплексов при одновременном снижении их устойчивости [18]. [c.64]

Но если такой расчет все-таки произвести, то получится, что од,тах= = 0,95 къТ к разность энергий дипольного взаимодействия при параллельном и антипараллельном расположении диполей двух соседних молекул пиридина в жидкой фазе при 300 К составляет около 2 кв Т, что по порядку величины близко к энергии слабого химического взаимодействия молекул. Такого рода совпадение (при отсутствии до недавних пор надежных экспериментальных методов исследования слабых химических взаимодействий) является одной из причин того, что влияние дипольного взаимодействия между молекулами в жидкой фазе сильно переоценивалось. Другая причина, как будет показано в гл. II, состоит в том, что при описании межмолекулярных взаимодействий обычно не учитывалось влияние реактивного поля, создаваемого полярными молекулами. [c.22]

Энергия поляризационного взаимодействия между молекулами примерно на порядок меньше энергии лондоновского и дипольного взаимодействия. Например, для двух молекул пиридина при Я = 2 нм, о 1,6- 10 кк Т при 300 К- Тем не менее, поляризационное взаимодействие между молекулами оказывает существенное влияние на свойства полярных жидкостей. Полярная молекула поляризует всю окружающую ее массу молекул и создает (индуцирует) в этом окружении некоторый дипольный момент А[х, величина которого зависит от поляризуемости и диэлектрической проницаемости среды. Поляризация окружающей среды создает поле ( реактивное поле) в том элементе объема, где находится полярная молекула. В результате происходит дополнительная поляризация полярной молекулы. Реакция окружающей среды на присутствие в ней полярной молекулы приводит к появлению реактивного поля, действующего на молекулу. В итоге возникает существенный дополнительный вклад в энергию взаимодействия полярных молекул со средой. Нетрудно понять, что этот вклад пропорционален числу молекул в единице объема. Он значителен в жидкой фазе и мал в разреженных парах. Влияние этого фактора будет рассмотрено в гл. П. [c.29]

Под влиянием реактивного поля жидкость сжимается. Энергия реактивного взаимодействия увеличивает потенциальную энергию жидкой фазы. Жидкость становится термодинамически более устойчивой. Это одна из причин роста температуры кипения и понижения температуры плавления полярных жидкостей по сравнению с соответствующими неполярными жидкостями, приведенными в табл. 2. [c.37]

Не следует, конечно, думать, что атом-атомный подход является единственным средством учета влияния растворителя. Для оценки разностей энергий конформеров малых молекул обычно применяется феноменологическая теория, основанная на реактивном поле Онзагера (см. раздел 5 гл. 1) теории перехода спираль — клубок в макромолекулах [241] базируются на термодинамических соотношениях и используют некоторое число эмпирических параметров, косвенно связанных с атом-атом потенциалами. Легко усмотреть аналогию в применении атом-атомного подхода к растворам и в применении уравнения Шредингера к большим органическим молекулам и в том, и другом случае все в принципе ясно — ясно, что полный расчет должен привести к правильным предсказаниям, но вычислительные трудности столь велики, что их лишь в редких случаях удается преодолеть. [c.208]

Более новые расчеты изменения растворителем уровней энергии растворенных молекул красителя привели к уравнениям, которые показывают, что зависимость волнового числа поглощения от растворителя определяется в основном дисперсионным и поляризационным взаимодействиями (ориентационная и деформационная поляризация) субстрата и растворителя. Все расчеты используют одинаковые упрощения аппроксимация электрического поля в точке расположения растворенной молекулы при помощи реактивного поля Онзагера представление растворенной молекулы красителя в виде шара или эллипсоида, в центре которого расположен точечный диполь рассмотрение растворителя как изотропного, гомогенного непрерывного диэлектрического пространства пренебрежение всеми специфическими взаимодействиями, например образованием водородных связей и донорно-акцепторными взаимодействиями. [c.101]

Большинство электромагнитных устройств (асинхронные двигатели, трансформаторы, реакторы и др.) для создания электромагнитных полей потребляют из сети реактивную мощность. Эта мощность не производит полезной работы, однако ее передача по проводам ЛЭП сопровождается потерями активной мощности и загружает провода ЛЭП, ограничивая их пропускную способность для активной энергии. [c.104]

Любую антенну можно рассматривать с одной стороны как элемент цепи, обладающий активным и реактивным сопротивлением, а с другой стороны как излучатель либо приемник электромагнитной энергии, влияющий на эффективность условий взаимодействия поля СВЧ с контролируемым объектом. [c.428]

На рис. 41, а приведена векторная диаграмма, где изображены векторы напряжения и тока в диэлектрике. Смещение вектора тока относительно вектора напряжения на угол ф < 90° означает, что ток в диэлектрике имеет не только реактивную составляющую /р, но и активную /а, которая обусловлена затратой энергии поля или наличием потерь в диэлектрике. На рис. 41, б показана схема замещения установки диэлектрического нагрева в виде последовательно включенных активного сопротивления г и емкости С. [c.97]

При отсутствии внешнего поля среднее реактивное поле полярных молекул в изотропной среде равно нулю. Это объясняется тем, что все диполи могут с равной вероятностью иметь любые ориентации в лабораторной системе координат, т. е. такой системе, положение которой никак не связано с положениями молекул диэлектрика. Но потенциальная энергия реактивного поля отлична от нуля, так как реактивное поле и дипольный момент молекулы равнонаправлены. Потенци- [c.46]

В табл. 2, о которой говорилось в начале этой главы, приведены значения д жидкостей, вычислершые по уравнению (П.38). Из таблицы видно, что энергия реактивного поля велика и может существенно влиять на свойства жидких систем. [c.49]

Как подчеркивает М. И. Шахпаронов [313], реактивное поле полярных молекул не приводит к образованию химических структур (гомо-молекулярных ассоциатов), существование которых определяется химическим взаимодействиями. Устойчивость же последних уменьшается с повышением энергии реактивного поля. Вот почему, несмотря на значительные дипольные моменты молекул, ацетонитрил (р = 3,50) и пропиленкарбонат (/х = 5,00) в индивидуальном состоянии слабо ассоциированы. Напротив, несмотря на довольно значительный дипольный момент молекулы, этиловый спирт (ц = 2,92В в жидком спирте) вследствие малой энергии реактивного поля (- / =4,7 кДж моль" ) сильно ассощ1ирован. Энергия реактивного поля ацетона вьппе, чем у обладающего близкой молекулярной массой пропилового спирта. Соответственно этому степень ассоциации и, следовательно, температура кипения последнего существенно выше, чем у ацетона. [c.29]

Очевидно, что все растворители, чъи молекулы не обладают дипольным моментом, будут составлять класс безреактивных жидкостей. Растворители с энергией реактивного поля в интервале — / = = 0-н5 кДж моль составляют класс низкореактивных, в интервале - / =5 ч-15 кДж моль" - среднереактивных и, наконец, растворители [c.29]

Поляризация окружающей среды есть ее реакция на присутствие в ней данной полярной молекулы. Эта реакция, т.е. поляризация, приводит к тому, что в элементе объема, занимаемом данной полярной молекулой, возникает реактивное поле R, равнонаправленное с дипольным моментом данной молекулы. Реактивное поле поляризует ту полярную молекулу, благодаря которой оно возникло. Если дипольный момент молекулы ji велик, то реактивное поле будет больше. Оно будет относительно сильно поляризовать эту полярную молекулу. Тогда энергия реактивного взаимодействия будет значительна. [c.37]

В заключение подчеркнем, что реактивное поле полярных молекул само по себе не может быть причиной возникновения каких-либо упорядоченных структур в жидкой фазе. Упорядоченные структуры, т. е. ассоциаты и комплексы, могут возникать лишь в результате взаимодействий химического типа, рассматриваемых в следующей главе. Пользуясь уравнением (11.38), можно показать, что под влиянием реактивного взаимодействия энергия образования ассоциатов и комплексов обычно уменыиается их устойчивость снижается. [c.49]

Взаимодействие молекул в жидкой и газовой фазах существенно отличается. В жидкой фазе резко уменьшаются сред1гие расстояния между молекулами, на смену парным приходят взаимодействия с одновременным участием многих частиц. В результате энергия межмолекулярного притяжения возрастает. Роль ди-поль-динольных и других ориентационных взаимодействий в растворах может несколько уменьшаться из-за ослабления притяжения противоположно заряженных частиц в среде с диэлектрической проницаемостью, отличной от I. Значительно возрастает роль индукционных взаимодействий, которые проявляются в виде так называемого реактивного ноля. Оно возникает в результате одновременной поляризации окружающих дипольную частицу молекул среды, что приводит в свою очередь к дополнительной поляризации исходной частицы. Энергия реактивных взаимодействий может вносить существенный вклад в энергию системы в целом, особенно в случае сильнополярных компонентов. [c.345]

В этом выражении Ее — электростатическая составляющая энергии взаимодействия собственных и наведенных электрических моментов молекулы с диэлектрическим континуумом растворителя. При этом обычно ограничиваются дипольным и квадрупольным или только ди-польным моментом молекулы Еа — дисперсионная составляющая, учитывающая ван-дер-ваальсово взаимодействие растворенной молекулы с растворителем Ес — кавитационная энергия, равная работе образования полости внутри растворителя, в которой размещается растворенная молекула. Подробности вычисления отдельных вкладов в Ез описаны в работах [182—188]. Проведенные в них расчеты показывают, что в случае неполярных растворителей и относительно неполярных растворенных молекул обычно определяется суммой Ес и Еа и, поскольку эти составляющие имеют противоположные знаки, Ез оказывается всегда меньше Ес. При увеличении полярности растворителя резко возрастает роль Ее, которая начинает практически полностью определять Ез, чему в немалой степени способствуют противоположные знаки Ес и Еа. Расчет Ее во всех перечисленных выше работах проводится в рамках теории реактивного поля Онзагера [178] . [c.81]

Кроме теории реактивного поля для расчета электростатической составляющей энергии сольватации используются и другие подходы. Первый — так называемая модель сольватонов Джано — Клопмана [190, 191], в соответствии с которым [c.82]

Тангенс угла диэлектических потерь. Если к диэлектрику приложить переменное напряжение, то поляризация его будет изменяться с изменением величины и знака этого напряжения. Если скорость поляризации превышает скорость изменения напряжения, то при перемене знака напряжения часть энергии, затраченная на поляризацию, полностью возвратится к источнику энергии. Когда изменение поляризации отстает от изменения знака напряжения, часть энергии не возвращается источнику энергии, а рассеивается в веществе в виде тепла. Кроме того, энергия внешнего поля частично затрачивается на взаимодействие с электрически заряженными частицами диэлектрика, находящимися в тепловом движении. Суммарная мощность потерь в диэлектрике, рассеиваемая при приложении к нему переменного напряжения, называется диэлектрическими потерями. Диэлектрические потери обусловливают наличие активной и реактивной составляющих тока, протекающего через диэлектрик, что служит причиной того что сдвиг фаз между напряжением и током отличается от 90° на угол б (рис. 1-6), который называется углом диэлектрических потерь. Чем больше угол б, тем больше рассеиваемая в диэлектрике мощность и тем хуже, слезе [c.38]

Тангенс угла диэлектрических потерь представляют собой ту часть энергии электрического поля, которая рассеивается в полн.мерном диэлектрике в виде теплоты, и. чаракгеризуется угло.м диэлектрических потерь Л (в векторной диаграмме) иля его тангенсом tgfi, численно равным отношению активной и реактивной составляющей тока. Чем больше tgfi, тем при про чих равных условиях больше диэлектрические потери. [c.42]

Из данных, приведенных выше (стр. 103), явствует, что разность энергий поворотных изомеров АЕ существенно меняется при переходе от газа к жидкости. АЕ также сильно зависит от растворителя. Мидзусима и Морино[ °] попытались теоретически объяснить уменьшение АЕ при переходе от газообразных 1,2-дихлорэтана и 1,2-днбромэтана к жидким стабилизацией полярных снерпутых изомеров к жидкости. Такая стабилизация вызывается существованием сильного реактивного поля, индуцированного в окружающей среде. В работе уменьшение разности энергий выражено через реактивное поле Онзагера (см., например [ ]) [c.124]

Временную развертку спектральной картины технически удобнее осуществлять с помощью достаточно медленного периодического изменения напряженности магнитного поля около ее резонансчо-го значения Яо. При наступлении резонанса система ядерных магнитных моментов поглощает энергию высокочастотного магнитного поля, что приводит к увеличению активного сопротивления катушки индуктивности, т. е. к уменьшению добротности высокочастотного контура. Это вызывает периодическую амплитудную модуляцию высокочастотного напряжения на контуре. Напрял<ение усиливается, детектируется и подается на регистрирующий прибор (обычно катодно-лучевой осциллограф) с временной разверткой, синхронизированной с изменением магнитного поля. Дисперсионный компонент резонансного сигнала вызывает изменение реактивного сопротивления катушки, что ведет к фазовой модуляции, на которую амплитудный детектор не реагирует. Следовательно, регистрирующий прибор выписывает зависимость резонансного поглощения С от напряженности магнитного поля Я. Такая схема регистрации может быть применена только тогда, когда интенсивность сигнала ядерного резонанса заметно превосходит уровень шума применяемого усилителя. Интенсивность резонансного сигнала при прочих равных условиях пропорциональна отношению тг/ть поэтому наилучшее отношение сигнал/шум наблюдается для полимеров, у которых то достаточно велико (для каучуков). [c.218]

ДИЭЛЬКОМЕТРИЯ (диэлектрометрия), совокупность методов количеств, определения в-в и исследования их мол. структуры, основанных на измерении диэлектрич. проницаемости и тангенса угла дголектрич. потерь tg5. Диэлектрич. св-ва изучают в постоянном в переменном (с частотой до 10 Гц) электрич. полях. Как правило, определяют относит, величины е, = С/Сд, где С и Со-емкости одного и того же конденсатора соотв. с исследуемым в-вом и с воздухом. Абс. величина = , о, где (,-диэлектрич. проницаемость вакуума. В переменном электрич. поле наблюдается сдвш- фазы ф между наложенным напряжением с частотой м и током, протекающим через конденсатор с в-вом. При этом потери электрич. энергии количественно характеризуют величиной tga, где а = 90 — ф. Ячейку с диэлектриком принято изображать электрич. эквивалентной схемой, состоящей из идеального (т. е. не имеющего потерь энергии) конденсатора емкости С, соединенного, как правило, параллельно с идеальным сопротивлением Я, не имеющим реактивной проводимости. В этом случае tga = 1/иСЛ и его определение сводится к измерению С и Л. [c.109]

В переменном поле молекулы с постоянным дипольным моментом совершают вращательное колебание, что сопровождается потерей электрической энергии, которая превращается в тепловую. Эта информация получена в результате анализа частотно-резонан-сных спектров компонентов битумов. Частотные потери энергии в диэлектриках характеризуются величиной тангенса угла диэлектрических потерь, который равен отношению активной составляяющей тока к его реактивной составляющей. При изменении частоты поля наблюдается изменение величины диэлектрических потерь, которое становится максимальным при соблюдении условия [c.759]

С помощыо реактивного зонда. Метод основан на приеме возмущений (рассеяния) электромагнитной энергии, создаваемых реактивным зондом в любой точке исследуемого поля и перемещаемого по полю анализа. [c.444]

Созданный таким образом реактивный зонд приводит к рассеянию локальной энергии СВЧ, что воспринимается тем или иным приемником 4 (излучающей антенной в моностатической схеме, эталонной антенной в бистатической схеме, детектором в волноводной схеме). С помощью соответствующих схем 3 из принятого сигнала выделяется информация об амплитуде, фазе и поляризации элекфомагнитного поля в точке падения света на плоскость фотоуправляемой пластины, и можно получать картину исследуемого поля, т.е. исследовать сфуктуру поля. [c.445]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология