Дебая электрическая теория полярных молекул

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]

Различный характер распределения электрического заряда в молекулах позволяет разделить их на два основных класса — полярные и неполярные. К полярным молекулам относятся молекулы, обладающие важной электрической характеристикой— дипольным моментом. В 1912 г. П. Дебай впервые ввел представление о диполь-ном моменте как о величине, определяющей разделение положительных и отрицательных зарядов в молекуле. Им создана теория поляризации диэлектриков в электрическом поле и разработаны экспериментальные методы измерения дипольных моментов молекул в газовой фазе и в растворе. До сих пор эти методы являются основными для определения дипольных моментов. Однако методы Дебая имеют некоторые ограничения, так как не позволяют изучать труднолетучие соединения, например соли и оксиды металлов, или неустойчивые соединения. [c.58]

Следовательно, по отношению к законам Клаузиуса — Мосотти и аддитивности жидкости можно разделить на два класса I — соблюдаются указанные выше законы, И — законы Клаузиуса — Мосотти и аддитивности не соблюдаются. Это деление жидкостей на два класса наблюдается и при исследовании температурной зависимости поляризуемости а. Дебай в электрической теории полярных молекул, на которой мы не можем останавливаться, показал, что в общем случае поляризуемость равна [c.223]

Следовательно, должен быть третий эффект, который определяет вандерваальсовы силы притяжения. Этот эффект должен быть применим, в частности, к атомам и неполярным молеку-лам, а также, конечно, и к полярным молекулам см. выше (а) и (б)]. Лондон (1930) объяснил этот эффект следующим образом в соответствии с современными теориями атомно-молеку-лярного строения все частицы обладают энергией при абсолютном нуле, т. е. определенным количеством энергии, которая сохраняется даже при самой низкой возможной температуре (разд. 6.6). Это в свою очередь требует, чтобы орбитальные электроны постоянно находились в состоянии движения относительно ядра, так что в любом атоме центры положительного и отрицательного зарядов не совпадают и возникает диполь. Направление этого диполя (векторная величина) быстро меняется в зависимости от осцилляции орбитальных электронов, и в среднем для очень большого числа атомов, имеющегося в любом данном образце, предпочтительного направления разделения зарядов не будет, и поэтому результирующий общий диполь будет равен нулю. Однако электрическое поле временного диполя каждого атома может индуцировать диполь в соседнем атоме, и эти диполи могут затем взаимодействовать, как и в случае эффекта Дебая, давая энергию Лондона [c.102]

При изучении поляризации различных молекул в электрическом поле оказалось, что у некоторых молекул она значительно больше теоретической и к тому же зависит от температуры. Для объяснения этого факта в 1912 г. Дебай предложил новую теорию диэлектриков (непроводников), согласно которой молекулы некоторых веществ и вне поля обладают готовым диполем, момент которого и длина I лишь увеличиваются при попадании в электрическое поле. Такие молекулы называются полярными. [c.239]

Движение сегментов описывается диффузионным уравнением, которое получается из рассмотрения уравнения равновесия совместно с уравнением неразрывности. ]Диффузионное уравнение описывает распределение вероятностей положения сегментов. Для простейшего случая низкомолекулярного тела можно найти общее решение диффузионного уравнения. Примером такого решения является теория Дебая, описывающая поляризацию диэлектриков вследствие поворотов полярных молекул в электрическом поле. В этой теории ориентация молекулы по отношению к направлению [c.302]

Выше уже говорилось о том, что при внесении диэлектрика в электрическое поле ориентация диполей происходит не мгновенно, а в течение некоторого времени. Если выключить электрическое поле, то вследствие теплового движения спустя некоторое время т поляризация диэлектрика уменьшится в е раз. Это явление получило название диэлектрической релаксации, а время т называется временем диэлектрической релаксации. Очевидно, что поляризуемость молекул диэлектрика а (а следовательно, параметры х и е), помещенного в периодически изменяющееся электрическое поле, должна зависеть от периода изменения этого поля 7 = 2я/0, времени релаксации т и соотношения между Т (или со) и т. Наиболее удачная теория диэлектрической релаксации была разработана Дебаем для полярных жидкостей. Он дал следующее выражение для поляризуемости, обусловленной ориентацией молекул [c.181]

Дебай, пользуясь статистической теорией ориентации, впервые разработанной Ланжевеном [15] для постоянных магнитных моментов парамагнитных тел, положил начало теории поведения полярных диэлектриков в электрическом поле. Рассмотрим кратко основные положения этой теории. При этом будем иметь в виду, что при упрощенных расчетах допускаются следующие приближения поле не оказывает возмущающего действия на величину дипольного момента fio молекулы, диполи могут занимать любое положение относительно направления приложенного поля и, наконец, энергия дипольного воздействия незначительна по сравнению с энергией теплового движения (т. е. плотность газа очень мала). [c.18]

Поскольку силы Ван-дер-Ваальса существукп и при высоких температурах, введение ориентационных сил ш объяснило полностью природу межмолекулярных сил. К тому же для существо вания ориентационных сил требовалось, чтобы молекулы обладили постоянными дипольными моментами. Правда, в описываемый период предполагалось, что все молекулы обладают дипольными моментами. Это представление опиралось на исслодовании Дебая по теории диэлектрической проницаемости, согласно которой электрическое поле ориентирует молекулярные диполи. Свою теорию Дебай проверил па пяти жидкостях, которые слу чайыо оказались полярными (алкоголи), и пришел к заключению, что все молекулы поля]рпы. [c.17]

Представления Вагнера действительны для многих случаев, но для установления связи электрических свойств со строением вещества больше подходит теория Дебая, поскольку она основывается непосредственно на молекулярных силах взаимодействия. Из нее следует, что неполярные молекулы имеют малую диэлектрическую постоянную р/ и потери е", которыми можно пренебречь, а полярные молекулы — высокую ё и больнше, особенно в дисперсионной области, значения г". [c.643]

В этой работе была использована идея о 1 заимной поляризуемости молекул — идея, которой в дальнейшем была придана квантовомеханическая форма (дисперсионные силы). Остановимся на связи поляризации с молекулярными силами и со структурой полярных молекул. То обстоятельство, что в уравнение (1) хорошо укладываются реально наблюдаемые соотношения между давлением р, объёмом V и температурой Т действительных газов, указывает на существование притяжения между молекулами. Эти силы притяжения существуют между молекулами любого рода они имеют, таким образом, универсальное значение они суть общее свойство материи. Дебаем создана теория об электрическом происхождении этих сил. [c.44]

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]

Отличие от нуля величины (А,и ) о в этом случае связано лишь с тем обстоятельством, что в процессе изотермо-изобари-ческого заряжения объем раствора, хоть и немного, но изменяется, что приводит и к изменению концентраций. Концентрационные части Ац и (Дц,-)д одинаковы, так что величина в квадратных скобках связана только с коэффициентами активности Напомним, что суммирование слева осуществляется по всем сортам частиц, включая молекулы растворителя. Поскольку наш растворитель полярный, включение электрического поля влияет на его коэффициент активности и, строго говоря, для растворителя А а Ф ( М-г)о- теории Дебая — Хюккеля этим эффектом пренебрегают, и тогда при введении определения [c.162]

Однако для полимеров общая сложность молекулы и большое количество возможных видов колебаний, которые допускаются, как только начинаемся вращение около связей углерод—углерод, обусловливают размытость перехода теплоемкости. Можно говорить о распределении А -точек переходов, так как этих точек так много и онгт расположены так близко друг к другу, что дают сплошное поглощение внешней энергии, как только достигается температура перехода. Это согласуется с распределением времени релаксации, которое принимается при расчете электрических и механических свойств полимеров [101]. Больше того, если максимум фактора потерь для полярных полимеров много меньше, чем эго вытекает из теории Дебая для диэлектриков, имеющих одно время релаксации, то и аномалия удельной теплоемкости также довольно мала по сравнению с аномалией удельной теп- [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология