Исследование электрического момента диполя

Исследование электрического момента диполя [c.156]

В кристаллическом же состоянии электрические моменты диполей отдельных связей (даже если они и существуют) взаимно скомпенсированы и суммарный собственный электрический момент диполя в кристалле равен нулю. Поэтому исследования поляризационных явлений в кристаллах дают мало информации о направленности связей и структуре. Однако и в кристаллическом состоянии эта направленность существует, что особенно ярко проявляется в кристаллах с преимущественно ковалентной связью (кремний, германий, 1пР, 2п5 и т. п.). Связи в таких кристаллах направлены к вершинам тетраэдра (см. рис. 3 и 4), поэтому подобные вещества часто называют тетраэдрическими фазами. Жесткая пространственная направленность ковалентных связей предопределяет образование рыхлых кристаллических структур с низкими координационными числами (как правило, не выше четырех). Для солеобразных и металлических кристаллов, в которых доминирует, соответственно, ионная и металлическая составляющая связи, характерны плотные и плотнейшие упаковки с координационными числами 6—8 для ионных и 8—12 для металлических решеток. Здесь значительную роль играют размеры взаимодействующих атомов, которые и определяют координационное число в кристаллических решетках. Однако при этом сохраняется определенная направленность химической связи, что проявляется в пространственной периодичности строения кристаллов. На существование электронных мостиков между взаимодействующими атомами указывают [c.82]

Исследование электрических моментов диполей позволяет судить [c.157]

Для электрической ориентации частиц имеется гораздо больше возможностей. Исследования показывают (Толстой, 1955 г.), что анизометрические коллоидные частицы в водных растворах обычно обладают электрическими дипольными моментами, достаточными для того, чтобы за время достижения стационарной ориентации частиц в электрическом поле не произошло заметного разогревания раствора за счет прохождения через него тока (при надлежащей очистке раствора от электролита). Коллоидные частицы и макромолекулы могут иметь как собственный дипольный момент, определяемый их строением, так и дипольный момент, индуцированный электрическим полем. Если использовать постоянное электрическое поле (или постоянные импульсы напряжения), то ориентация частиц будет обусловлена взаимодействием с полем обоих видов диполей, и вклад от каждого из них в общий эффект выделить нелегко. Автор с сотрудниками (1959 г.) добились ориентации коллоидных частиц (галлуазита, бензопурпурина и многих других веществ в воде) с помощью высокочастотного электрического поля при частоте порядка десятков и сотен килогерц. При этом было пока зано, что влияние собственного дипольного момента, который жестко связан с частицей и заставляет ее колебаться в переменном поле, полностью подавлено из-за инерционности частицы. В этом случае она ориентируется только за счет взаимодействия с полем индуцированного момента, который, меняя направление синхронно с полем, создает постоянный момент силы. Величина этого момента в водных растворах достаточна для ориентации частиц. По-видимому, он возникает за счет поверхностного слоя воды. Если эта гипотеза подтвердится, то данный метод электрической ориентации частиц окажется универсальным для водных растворов. Применение высокочастотных электрических полей помогает значительно ослабить или устранить такие мешающие явления, как электролиз, поляризация и электрофорез, что делает метод особенно перспективным. Если же исследования этим методом дополнить параллельными исследованиями при ориентации в постоянном электрическом поле, то можно оценить величину постоянного диполь-ного момента частиц и найти угол между постоянным и индуцированным дипольными моментами. Например, при изучении частиц, галлуазита выяснилось, что индуцированный момент ориентиро [c.33]

Практикум представляет совой руководство к лабораторным и семинарским занятиям. Подобран с учетом специализации, связанной с химической технологией строительных материалов, производством строительных изделий и конструкций. В практикуме приведен раздел, посвященный современным методам исследования органических сведи-нений (спектроскопия. ЯМР, хроматография и электрические моменты диполя). Кратко рассмотрены, основы технического анализа некоторых полимерных соединений. [c.2]

Как и инфракрасные спектры, спектры комбинационного рассеяния (КР) возникают вследствие изменения колебательного состояния молекул при поглощении световых квантов. Однако вероятности переходов между колебательными уровнями в явлениях рассеяния видимого света и поглощения инфракрасной радиации существенно различаются. В то время как интенсивности инфракрасных полос поглощения определяются значениями производной от момента электрического диполя по колебательной координате, яркость линий комбинационного рассеяния зависит от величины аналогичной производной поляризуемости. Поэтому могут оказаться различными не только контуры спектрограмм, но и наборы частот колебания, неактивные в инфракрасных спектрах, обычно дают весьма яркие линии в спектрах КР, и наоборот. Вследствие этого для полной характеристики колебаний молекул требуется совместное исследование инфракрасных спектров и спектров КР, тогда как для структурного анализа часто (исключая некоторые специаль- [c.35]

Подчеркивая значение для органической химии современных методов исследования, в книгу включен раздел, посвященный физико-химическим (инструментальным) методам исследования (УФ, ИК и ЯМР спектроскопии, хроматографии и методу электрического момента диполей). [c.4]

Строение молекул изучают физическим и химическим методами. Из физических свойств наибольшее значение имеют погло-ш,ение и отражение различных излучений (рентгеновские, электронные, нейтронные лучи), спектры поглощения и испускания широкого диапазона частот, магнитные и электрические взаимодействия (магнитная восприимчивость и проницаемость, электрические моменты диполей и поляризация), механические, тепловые, электрические и др. Для заключения о строении вещества сопоставляют информацию, полученную разными методами. Рассмотрим некоторые физические методы исследования. [c.63]

Теория химического строения учитывает особенности элемента углерода (см. 15.2). Изучение строения органических соединений остается основной задачей органической химии и в наше время. Для этого кроме химических широко применяются физические методы исследования, такие, как спектроскопия, ядер ный магнитный резонанс, масс-спектрометрия, определение электрических моментов диполей, рентге-но- и электронография. [c.274]

Доказательством такого строения изонитрилов являются данные ряда физических методов исследования. В частности, полоса в ИК-спектре при 2180—2120 см- свидетельствует о наличии тройной связи, а высокий электрический момент диполя — о семиполярной связи. [c.276]

Теперь надо сказать об исследованиях реакций ассоциации. Ассоциаты бензола имеют небольшой электрический момент диполя порядка 0,20, возникающий за счет перераспределения электронной плотности в молекулах бензола при образовании связей С—Н. .. [50]. Поэтому реакциям ассоциации бензола должна соответствовать релаксационная полоса поглощения в спектре электромагнитных волн. Эта полоса обнаружена методами диэлектрической радиоспектроскопии [90, 9П. Указанной полосе поглощения соответствует время релаксации порядка 10 12 с. Аналогичные результаты были получены на основе анализа релеевских спектров бензола [92]. [c.109]

Число основных колебаний вытекает из числа степеней сво- боды молекулы. Молекула, состоящая из п атомов, имеет Ъп степеней свободы. Из них 3 степени свободы падают на поступательное и 3 (для линейно построенных молекул 2) на вращательное движение. Колебательное движение молекулы имеет 3>п — 6 (для линейных молекул Ъп — 5) степеней свободы. Такого количества нормальных основных колебаний и следует ожидать в спектре. Однако поглощение ИК-излучения электромагнитного переменного поля наблюдается только в том случае, если происходящий при этом переход на более высокий колебательный уровень связан с изменением электрического диполь-ного момента молекулы. Только такие переходы являются разрешенными. Поэтому особенно интенсивное поглощение обусловлено наличием в молекуле сильнополярных групп (например, >С=0, —50г, —N02 и т. д.). Напротив, неполярные группы, имеющиеся в симметрично построенных олефинах (К2С=СКг) пли азосоединениях (К—Н = Н—К), не проявляются в ИК-спектрах. Многие колебания, неактивные в ИК-спектре, обнаруживаются в спектрах комбинационного рассеяния (спектрах Рамана) последние несут особенно ценную информацию, дополняя ИК-спектроскопическое исследование. [c.131]

В предыдущем разделе мы рассмотрели поле излучения индуцированного диполя. Такие поля важны при исследовании пространственного распределения излучения, рассеянного молекулами, атомами, ионами или другими системами однако при детальном математическом анализе рассеянного излучения, в частности при выводе правил отбора, имеют значения поля и других электрических моментов. Диполь, состоящий из двух электрических зарядов с противоположными знаками на расстоянии d друг от друга, [c.12]

Электрические методы используют для изучения структуры пленок, а также для исследования химических реакций в них. Классический метод, разработанный Фрумкиным в 1924 г., заключается в измерении электрического потенци 1ла пленки . В этом методе полярные молекулы рассматривают как диполи, а пленку —как электрический плоский конденсатор. Электрический вектор диполя направлен вдоль геометрической оси длинноцепочечной молекулы. Если в общем случае угол между этим направлением и нормалью равен 0, то электрический момент конденсатора (на 1 см площади пленки), равный произведению заряда q (Кл/см ) на толщину конденсатора й, должен быть равен сумме молекулярных моментов [c.99]

Оригинальное направление в электрооптических исследованиях развито Толстым с сотр. , использовавшими вращающееся электрическое поле. Поскольку электрическое поле ориентирует частицу,. последняя вращается вслед за полем с отставанием по фазе ввиду вязкого сопротивления, оказываемого средой. Измерения угла между вектором вращающегося поля и осью вращающейся частицы В зависимости от величины напрял<енности электрического поля позволяют рассчитать дипольный момент частицы. Оказалось, что в сильных полях вращающий момент пропорционален квадрату напряженности поля, при значительно меньшей величине поля зависимость становится линейной. Как известно из электростатики, пара сил, действующих на диполь в электрическом поле, пропорциональна произведению величин поля и диполя. Так как ИДМ также пропорционален полю, [c.226]

Оригинальное направление в электрооптических исследованиях развито Толстым с сотр. , использовавшими вращающееся электрическое поле. Поскольку электрическое поле ориентирует частицу, последняя вращается вслед за полем с отставанием по фазе ввиду вязкого сопротивления, оказываемого средой. Измерения угла между вектором вращающегося поля и осью вращающейся частицы в зависимости от напряженности электрического поля позволяют рассчитать дипольный момент частицы. Оказалось, что в сильных полях вращающий момент пропорционален квадрату напряженности поля, при значительно меньшей величине поля зависимость становится линейной. Как известно из электростатики, пара сил, действующих на диполь в электрическом поле, пропорциональна произведению величин поля и диполя. Так как ИДМ также пропорционален полю, это приводит к квадратичной зависимости момента от поля. Обнаруженная линейная зависимость указывает на существование постоянного дипольного момента, не зависящего от поля В сильных полях основным является квадратичный член, отражающий роль ИДМ, в менее сильных — преимущественно проявляется линейный член, отражающий существование постоянного диполя. [c.249]

Изучение ориентации волокон этим методом основывается на том, что при исследовании образцов с определенной ориентацией молекул в поляризованном инфракрасном свете интенсивность полос поглощения зависит от угла между направлением колебаний электрического вектора света и направлением изменения диполь-ного момента связи (атомных групп). [c.90]

Исследование поглощения света, индуцированного столкновениями в реальных газах, представляет собой весьма перспективный метод изучения динамики межмолекулярных взаимодействий. Причина такого поглощения заключается в деформации электронных оболочек молекул, происходящей при их соударениях. В результате этого матричные элементы оператора электрического дипольного момента, равные нулю для изолированных молекул, при наличии взаимодействия могут стать отличными от нуля, что проявляется в появлении поглощения на соответствующем переходе. Если вычисления матричных элементов проводить, как обычно, с использованием адиабатического приближения для волновой функции системы, то можно сказать, что индуцированный колебательно-вращательный переход происходит благодаря наведению межмолекулярными силами электрического диполь- [c.94]

Главную долю сил притяжения, согласно исследованиям Лондона (1930), составляют дисперсионные силы для неполярных молекул они практически полностью определяют взаимодействие. Вследствие постоянного движения электронов каждый атом и каждая молекула, в том числе и не содержащие диполей, в каждый момент времени электрически несимметричны и обладают дипольными моментами, которые в среднем (за некоторый интервал времени) компенсируют друг друга. Такая система электронов действует как флуктуирующий диполь, поляризующий соседние атомы или молекулы, вследствие чего возникают силы притяжения. Эти силы не зависят от температуры. [c.178]

Дипольные моменты макромолекул полимеров. Первые работы по исследованию диэлектрической поляризации полимеров ставили задачу путем определения дипольного момента установить, ориентируется ли в электрическом поле вся молекула как единое жесткое образование, имеющее форму вытянутой палочки, или полярные группы ориентируются независимо друг от друга. Последнее должно свидетельствовать о большой гибкости рассматриваемой молекулы. На рис. 10 схематически изображена ориентация диполей в полимерной молекуле. Поскольку молекула состоит из большого числа химически связанных между собой полярных мономерных звеньев, то в случае [c.267]

Объединив уравнения (21) и (22), можно определить искомую величину постоянного дипольного момента молекулы растворенного вещества Ц2- Однако поляризуемость растворенного вещества 2 необходимо определить независимым методом. Эту величину можно вычислить при исследовании взаимодействия света с молекулой. В результате взаимодействия электрического вектора световой волны с электронами молекулы скорость света в данной среде уменьшается. Это взаимодействие состоит только в поляризации электронов электрическим полем очень высокой частоты (10 с ), и так как постоянные диполи вследствие инерции молекул не могут ориентироваться достаточно быстро, то эффект определяется только поляризуемостью. Показатель преломления среды равен отношению скорости света в данной среде к скорости света в вакууме, причем в случае очень высокой, оптической частоты поля [c.84]

Химическая связь характеризуется также определенной пространственной направленностью. Если двухатомные молекулы всегда ли-нейны, то формы многоатомных молекул могут быть различными. Так, трехатомные молекулы типа АВа бывают как линейными (СО2, Hg b), так и угловыми (Н2О, SO2, H2S). Пространственное строение молекул экспериментально может быть выявлено различными методами. К их числу относятся, например, исследование вращательных спектров молекул в дальней инфракрасной области, определенне электрических моментов диполей и некоторые другие. [c.80]

Строение двойного электрического слоя у частиц с постоянным дипольным моментом. Н. А. Толстой с сотр. показали, что существуют коллоидные частицы с электрической дипольной структурой, образующиеся вследствие самопроизвольной униполярной ориентации адсорбированных на их поверхности диполей дисперсионной среды (например, Н2О, 0Н и т. д.) или вследствие ориентации полярных групп самого вещества частиц. Подобные частицы, как показали различные электрооптические методы исследования, обладают жестким большим электрическим моментом (тысячи и миллионы дебаев). Так, перманентная ди-польня я структура обнаружена у пятиокиси ванадия, у частиц суспензий глйны, гуминовых золей, суспензий ряда красителей и некоторых бактерий и вирусов. Можно с достаточной уверенностью сказать, что подобные дипольные структуры, привлекшие в последнее время особое внимание исследователей, широко распространены в коллоидных и биологических системах. [c.190]

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]

Кроме того, при изучении зависимости а от амплитуды звуковой волны Хо было установлено, что при Л о 200А и концентрации электролита, меньшей, чем порог коагуляции, происходит пептизация (а. 1). С увеличением А"о величина а также растет и при Л о ЗООЛ начинается заметная коагуляция. Таким образом, авторы считают, что при малых амплитудах УЗП способно перекидывать частицы из первичного минимума во вторичный, в то время как при больших амплитудах происходит обратный процесс. Однако в указанном исследовании, как и во многих других работах, не учитывается, что в УЗП потоки жидкости, обтекающие большую частицу, должны деформировать двойной ионный слой [121, 126]. Возникший индуцированный диполь с большим электрическим моментом способен поляризовать ДЭС малой частицы. В этом случае в результате поляризационного взаимодействия возникают глубокие вторичные минимумы, а также увеличивается вероятность дальней агрегации. [c.83]

Представление о правильной пластинчато-слоистой структуре граничных слоев следует оценивать как идеализированное, игнорирующее свойства и субмикрорельеф реальной поверхности металлов [11—13], содержащих полярные радикалы. Необходимо помнить о поляризующем воздействии диполей на диэлектрическую среду [1, 12, 28]. А. С. Ахматов отметил возникновение электрического момента деформационного происхождения при изгибе молекул цепи и указал на перспективность изучения пьезоэлектрического эффекта в граничных слоях. Такие исследования позволяют установить связь между электрическими и механическими силами, возникающими в процессе трения. [c.25]

Для проверки зинотезы о квадрупольном излучателе были использованы два метода, указанные С. И. Вавиловым метод поляризационных диаграмм и метод исследования интерференционного поля излучатс ля, получае-мо1 о от пучков, расходяшихся под большими углами (см. 20). Определение природы элементарного излучения для случая ураниловых солей ио первому методу было произведено А. Н. Севченко [470], по второму —П. П. Феофиловым [515]. Оба метода показали, что свечение ураниловых соединений не мозкет быть излучением квадруполей. Таким образом, остаётся предположить, что элементарный излучатель этого свечения имеет свойства диполя. Характер интерференционного поля говорит за то, что дииоль — электрический. Большая длительность свечения указывает на малый момент диполя ). [c.222]

Исследование конформации молекул было вскоре распространено и на другие соединения, причем при этом пользовались, кроме термодинамического метода, и другими физическими методами, как, например, дифракцией электронов в газообразных веществах, интерференцией рентгеновских лучей в кристаллических веществах, измерением диполь-пых электрических моментов и исследованием длин волн и интенсивности поглощения в микроволновых и инфракрасных спектрах и в спектрах комбинационного рассеяния. При этом было установлено, что у большинства соединений, среди которых гексафторэтан РзС—СРз и гексахлорэтан ОдС—СС1з, устойчивыми формами являются заторможенные конформации. Аналогично атомы углерода в кристалле алмаза расположены, как в заторможенной конформации.] [c.96]

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]

С изучением поведения коллоидов в быстропеременном электрическом поле связано исследование диэлектрических свойств коллоидных растворов. Многие золи лиофобных коллоидов содержат вытянутые частицы со значительной асимметрией в расположении электрических зарядов вследствие этого они имеют большие постоянные диполь-ные моменты и легко ориентируются в электрическом поле, акие растворы характеризуются высокой диэлектричес- [c.131]

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]

Следует иметь в виду, что электрическое и магнитное поля токового диполя однозначно определяются его характеристиками - дипольным моментом и координатами расположения. И, наоборот, по измерениям любого из этих полей можно однозначно определить характеристики диполя. Однако при измерении магнитного поля вне проводника существенную роль играют вышеописанные закономерности влияния на магнитное поле структуры проводника, и особенно свойств его симметрии. В отношении возможностей решения обратной задачи это влияние противоречиво положительный аспект состоит в том, что нормапьная к поверхности Проводника компонента магнитной индукции мало зависит от структуры среды и практически отражает только свойства самого генератора отрицательный аспект — практическое отсутствие чувствительности магнитных измерений к компоненте диполя, нормальной к поверхности проводника. Таким образом, если идентификация генератора осуществляется по чисто магнитным измерениям, то фактически рассматриваются только тангенциальные к поверхности проводника диполи. При этом решение обратной задачи сводится к следующим трем этапам измерение магнитного поля в точках, распределенных на заданной поверхности наблюдения первичная обработка данных (синхронизация, фильтрация и Т.Д.) и построение эквииндукционной карты определение характеристик дипольного генератора (двух компонент дипольного момента и трех координат положения). Такой подход можно считать обоснованным в тех случаях, когда изучаемый реапьный био-элект ческий процесс с достаточной точностью сводится к одному дипольному генератору это может быть локальная возбуждающаяся область мозга, волна возбуждения проводниковой системы сердца, инфарктный очаг миокарда и тл. Метод определения характеристик диполя зависит от конкретных условий исследования и реально достижимого уровня точности. [c.261]

Если принять во внимание тот факт, что искомый дипольный генератор может быть ориентирован не строго тангенциально, а под некоторым углом к границе проводника, то для его полной идентификации (т.е. определения трех компонент дипольного момента и трех координат его положения) магнитные измерения приходится дополнять электрическими [73, с. 191, с. 283]. Более того, не следует забьшать, что при указанных условиях электрические измерения на поверхности проводника в принципе сами по себе позволяют определить характеристики диполя. Обобщая данные, полученные разными исследователями, можно сказать, что при помощи электрических измерений удается локализовать одиночный дипольный генератор в сердце с погрешностью приблизительно 1 см. Магнитные измерения дают примерно такую же точность для диполя, ориентированного тангенциально. При исследовании биоэлектрических генераторов в поверхностных слоях мозга магнитные измерения обеспечивают для тангенциального диполя большую точность локализации - с погрешностью несколько миллиметров [95,97,195]. [c.262]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология