Диполей вращение ориентация

Для лучшего понимания этого вопроса следует упомянуть, что б является отношением двух величин способности к вращению (ориентации) постоянных или индуцированных в изоляционном материале диполей и теплоты трения, генерируемой от вращения (движения) диполей при наложении поля переменного тока. Таким образом, полимер, а также введенный в него пигмент будут иметь тем большую изоляционную способность, чем они электро-нейтральнее, чем менее ярко выражен их дипольный характер. В связи с этим следует иметь в виду, что в пигментах недопустимы органические загрязнения, [c.173]

Недостатком метода Кирквуда, отмеченным Я- И. Френкелем, является то обстоятельство, что нельзя совместить представление о вращении молекулы с ее жесткой связью с соседями. Поэтому при рассмотрении ориентации диполей в электрическом поле необходимо учитывать их заторможенность. Очевидно, что эта заторможенность существенно влияет на поляризацию сорбированных молекул, взаимодействующих с молекулами твердого сорбента, подвижность которых значительно меньше подвижности окружающих диполь молекул жидкости. [c.252]

Поляризация флуоресценции. Важной характеристикой фотолюминесценции является поляризация флуоресценции. Каждую молекулу можно рассматривать как колебательный контур — элементарный осциллятор, который способен поглощать и испускать излучение не только вполне определенной частоты, но и с определенной плоскостью колебания. Если на вещество падает поляризованный свет, то он преимущественно возбуждает те молекулы, в которых направление колебания осциллирующих диполей совпадает с направлением электрического вектора возбуждающего светового пучка. Поэтому несмотря на то что молекулы в растворе ориентированы хаотично, возбуждению подвергаются лишь те из них, которые обладают соответствующей ориентацией. Если.время жизни возбужденного состояния велико по сравнению со временем, необходимым для дезориентации молекул вследствие вращения, этот процесс дезориентации происходит еще до того, как появится заметная флуоресценция. Если же скорость вращательного движения мала по сравнению со временем жизни возбужденного состояния, то свет флуоресценции испускается до завершения дезориентации. При этом осцилляторы, ответственные за флуоресцентное излучение, ориентированы в той же плоскости, в которой они были ориентированы в момент поглощения, так что флуоресцентное излучение оказывается частично поляризованным. В очень вязких растворителях даже малые молекулы могут сохранять ориентацию за время испускания флуоресценции. Крупные молекулы, такие, как белки, сохраняют свою ориентацию в течение периода времени, который достаточно велик по сравнению со временем испускания флуоресценции, поэтому их флуоресценция частично поляризована. Степень поляризации флуоресценции определяется по формуле [c.56]

Дипольный момент может быть постоянным, т. е. его величина не зависит от силы и направления действующего на молекулу (частицу) поля. Вещества, молекулы которых имеют постоянный дипольный момент, называются полярными. Характерной особенностью их химического строения является наличие полярной группы в составе молекулы (-ОН, -КОг, -СООН, -ЫНг и т. д.). Сами по себе величины б и г не имеют значения, важна лишь величина их произведения р. Действие внешнего однородного электрического поля на такие молекулы сводится к ориентации осей диполей вдоль направления поля (путем механического вращения молекул). Ориентации препятствует вращательное тепловое движение молекул. Одновременное ориентирующее действие поля и дезориентирующее влияние вращательной диффузии приводит к зависимости степени ориентации осей диполей I от напряженности поля [c.648]

Своеобразные эффекты вызывает действие знакопеременного поля на частицы, обладающие постоянным дипольным моментом. При низких и умеренных частотах оси диполей успевают менять ориентацию на противоположную синхронно с изменением направления переменного поля. При жесткой связи оси диполя с телом частицы изменение ориентации возможно только путем механического поворота частиц, причем их поворот происходит синхронно. Однородное вращение частиц будет затруднено из-за трения между соприкасающимися частицами. Сила трения между соседними частицами будет сведена к нулю, если они будут поворачиваться во встречных направлениях — одна налево, а другая — соседняя — направо, не мешая, а даже помогая одна другой синхронно менять свою ориентацию. Одна частица при этом как бы катится по поверхности другой, и проскальзывание в точке контакта отсутствует. Наглядным примером, передающим особенности встречно-синхронного вращения частиц в ПКС, является блок из п зацепляющихся зубчатых колес (шестерней) радиусом г. Если шестерни образуют плоскую квадратную решетку, т. е. каждая из них сцеплена с четырьмя соседними, то помех их одновременному встречному вращению не возникнет. Половина колес будет вращаться в одну сторону, а половина — в другую. Полный момент вращения системы будет равен нулю. Однако если затормозить вращение только одного из зубчатых колес, то весь блок шестерен придет во вращение вокруг заторможенного колеса. Очевидно также, что шестерни, расположенные на диагонали квадратной решетки, вращаются в одну сторону, поэтому, если блок из нескольких колес (частиц) опирается на неподвижную стенку сосуда только диагональными частицами, то весь блок придет в движение относительно опоры (плоскости ВВ на рис. 3.84). Кру- [c.679]

Этому способу подготовки пробы посвящена книга Кингстона и Джесси [10], обзор [11]. Здесь источником тепла для мокрой минерализации веществ является энергия микроволнового (МВ) излучения. МВ — это вид электромагнитного излучения (в диапазоне частот 300-30000 МГц), вызывающий движение ионов и вращение диполей и приводящий к быстрому разогреву всего объема образца, поглощающего МВ-энергию. Например, при частоте 2450 МГц ориентация молекул и их возвращение в беспорядочное состояние происходит 5109 раз в секунду. В отличие от традиционного нагрева на плитке или печи, где тепло передается путем молекулярных столкновений через поверхность нагреваемого сосуда, МВ-излучение нагревает весь объем жидкости, не нагревая сосуда, проницаемого для МВ (фторопласт, кварц). В результате вместо 1-2 ч для полного разложения проб кислотой требуется 10-15 мин, а достигается за 2 мин. [c.50]

Наиболее важным свойством диполя считают склонность его к вращению и ориентации по направлению силовых линий электростатического поля аналогично ориентации магнита в магнитном поле. Молекула с большим дипольным моментом образует относительно мощное силовое поле вокруг молекулы, и главным образом от этих полей зависят силы Ван дер Ваальса [22]. Были обнаружены не только различные типы связи, но и найдены методы, позволяющие отличать электровалентные молекулы от ковалентных, а также разработаны методы, позволяющие определять присутствие в молекуле семиполярных двойных связей и измерять Величину дипольных моментов соединений. [c.552]

При малых расстояниях В необходимо учитывать реальную картину распределения зарядов в молекуле п фактические размеры постоянных или возникающих в ней виртуальных электри-ческих моментов. Вследствие малости расстояния взаимодействие между электрическими моментами (диполями и т. д.) усиливается настолько, что молекулы стремятся ориентироваться параллельно друг другу. Их движение становится сходным с колебаниями вокруг равновесной ориентации. Наступает так называемое заторможенное вращение, ). Взаимодействие приобретает существенно новые черты. [c.83]

Задачи расчета адсорбционных равновесий методами молекулярной статистики требуют установления характеристик движения адсорбированных молекул колебаний относительно адсорбента и вращения на поверхности. Кроме того, часто необходимо получить сведения об изменении геометрической структуры адсорбированных молекул (например, о соотношении количеств поворотных изомеров) и указания на их ориентацию по отношению к поверхности. В случае прочной специфической, но еще молекулярной адсорбции устанавливается тип связи (например, водородная связь, взаимодействие диполей молекулы с ионами поверхности и, т. п.) и геометрия адсорбционного комплекса. В случае хемосорбции и поверхностных реакций обычно ставится задача установления структуры образующегося поверхностного соединения. [c.33]

Связь данной молекулы с окружающими учитывается только посредством реактивного поля / , которое, будучи параллельным направлению диполя фиксированной молекулы, не мешает ее вращению. Иначе говоря, не учитывается то обстоятельство, что ориентация рассматриваемой молекулы связана с ориентацией соседних молекул и, следовательно, должна зависеть от их расположения. [c.24]

При рассмотрении диэлектрических явлений в гл. 12 показано, каким образом измерение диэлектрической проницаемости может давать информацию о природе вращения в кристаллах. У жидкостей, в которых молекулы имеют дипольный момент, равный нулю, диэлектрическая проницаемость сравнительно высока, так как молекулярные диполи могут ориентироваться по отношению к полю любым образом. В случае кристалла, в котором вращение невозможно или молекулы не могут, находясь в поле, перескакивать из одного положения в другое, составляющая диэлектрической проницаемости, обусловленная ориентацией молекулярных диполей, отсутствует и величина диэлектрической проницаемости соответственно меньше, чем у жидкости. Таким образом, в точке замерзания имеет место резкое падение диэлектрической проницаемости. С другой стороны, если в кристалле, устойчивом ниже точки плавления, молекулы (а следовательно, и молекулярные диполи) могут с достаточной скоростью поворачиваться, то при замерзании вещества диэлектрическая проницаемость уменьшается мало. В таких случаях всегда при более низких температурах [c.484]

Если процесс диэлектрической релаксации представляет нарушение ориентации диполей в результате вращения молекул, то наблюдаемое или макроскопическое время релаксации Хм = 1/о), больше, чем молекулярное время релаксации т , так как для достижения равновесия во всем [c.626]

Процесс ориентации диполей в результате вращения молекул требует энергии активации, достаточной для преодоления потенциального барьера, разделяющего равновесные положения поэтому число поворотов в секунду задается [37] кинетическим выражением [c.627]

В pa Tgope усиление взаимодействия молекул растворенного органического вещества между собой всегда приводит к более или менее выраженной ассоциации. Ассоциация.является следствием притяжения соответствующим образом ориентирующихся диполей, образования межмолекулярных водородных связей или гидрофобного взаимодействия углеводородных радикалов дифильных молекул, например ПАВ, В адсорбционной фазе между молекулами одного вида может возникать как притяжение, ведущее к образованию адсорбированных ассОциатов (в случае адсорбции ПАВ, прямых красителей, гуминовых веществ — к образованию мицелл, состоящих из нескольких десятков молекул или ионов), так и к взаимному отталкиванию ионов и диполей, единообразная ориентация которых навязана взаимодействием углеродного скелета молекул с атомами поверхности адсорбента. При такой, ориентации нормальные к поверхности составляющие всех адсорбированных диполей имеют одинаковый знак заряда и поэтому между ними возникает отталкивание при любом вращении в плоскости, параллельной поверхности адсорбента. Целесообразно коэффициент ф —представить как произведение двух величин, из которых одна характеризует эффект ассоциации (притяжения) молекул с ростом концентрации органического компонента в обеих фазах fass, а вторая характеризует эффект взаимного отталкивания одинаково ориентированных диполей или ионов в адсорбционной фазе ф . Разумеется, изменения энергии Гиббса избирательной адсорбции растворенных веществ, связанные с этими факторами, будут иметь противоположный знак. [c.86]

При крашении некоторыми органическими пигментами пластмасс, применяющихся для облицовки кабелей, ухудшается их изоляционная способность. Это проявляется в падении электрического сопротивления. Одновременное увеличение тангенса угла диэлектрических потерь связано со смещением минимума тангенса в область низких температур (рис. 3.40) из этого следует, что кабель будет выдерживать меньшие температурные нагрузки. Для лучшего понимания этого вопроса следует упомянуть, что б является отношением двух величин способности к вращению (ориентации) постоянных или индуцированных в изоляционном материале диполей и теплоты трения, генерируемой от вращения (движения) диполей при наложении поля переменного тока. Таким образом, полимер, а также введенный в него пигмент будут иметь тем большую изоляционную способность, чем они электро-нейтральнее, чем менее ярко выражен их дипольный характер. В связи с этим следует иметь в виду, что в пигментах недопустимы органические загрязнения, 1ебю- способные воздействовать на тангенс угла диэлектрических потерь, к которым относятся, например, некоторые производные окиси этилена. [c.173]

Поляризация диэлектрика происходит под действием создаваемого в диэлектрике электрического поля и представляет собой смещение заряженных частиц атомов и молекул диэлектрика. При снятии поля эти заряды, двигаясь в обратном направлении, создают спадающий до нуля ток. Перемена направления внешнего поля вызывает обратное явление это ведет к затрате энергии на перегрзтшировку заряженных частиц. Подобный процесс происходит и в случае неоднородности диэлектрика. Граница областей с различными диэлектрическими постоянными служит местом скопления зарядов, и ток будет возникать за счет изменения величины этих зарядов во времени. При наличии диполей в диэлектрике энергия расходуется на вращение (ориентацию диполей), т. е. на преодоление сил трения, определяемых вязкостью среды. [c.162]

Формирование ССЕ и изменение ее размеров вызывает не только изменение электрокинетического потенциала в НДС, но и ее электрофизических характеристик. Наряду с электрокине-тическими явлениями важную роль играют процессы диэлектрической поляризации, т. е. формирование индуцированных диполей у дисперсных частиц. С поляризацией НДС связаны ориентация и структурообразование, са.мопроизвольное вращение частиц дпсиерсной фазы, в основе которого лежит наведение прн [c.159]

Пусть теперь на ядра действует переменное магнитное поле радиочастотного генератора Н , колеблющееся вдоль оси х. Это поле не имеет компонент вдоль оси у, но его можно представить как суперпозицию двух магнитных векторов, вращающихся в плоскости ху с одинаковой скоростью в противоположных направлениях с таким соотношением фаз, что они компенсируют друг друга в направлении оси у (рис. 17). Один из этих векторов вращается в том же направлении, что и пре-цессирующие ядерные магнитные диполи, тогда как другой вектор вращается в противоположном направлении. Очевидно поле, которое вращается противоположно прецессирующим ядрам, не взаимодействует с ними, потому что оно не может оставаться с ними в фазе. С другой стороны, поле, вращающееся в одном направлении с преиессирующими ядрами, может находиться в фазе, и это произойдет при совпадении частот вращения. При этом поле будет стремиться изменить ориентацию ядерных диполей, причем произойдет переход энергии вращающегося магнитного поля к ядрам с переводом их на другой конус прецессии. Этот процесс можно наблюдать у тех ядер, магнитные векторы которых отстают от вращающего поля по фазе на 90°. В результате суммарная намагниченность рассматриваемого конуса прецессии уже не будет совпадать с осью конуса, а как бы начнет вращаться с частотой прецессии вокруг этой оси, т. е. вокруг направления поля Яо (рис. 18), что приведет к появлению вращающихся компонент намагниченности в направлениях х у. Переменное маг нитное поле, направленное вдоль оси у, возбудит в катушке [c.49]

Локальные магнитные поля могут создаваться парамагнитными частицами, окружающими резонирующую молекулу пли свободный радикал. Однако в этом случае ориентация парамагнитных частнц относительно резонирующей частицы не имеет дискретного характера. Следовательно, поглощение может наблюдаться в некотором диапазоне значений В, близких к величине hv/g , что будет проявляться в уширении линии магнитного резонанса. Это уширение называют диполь-дипольным уширенпем, так как оно связано с взаимодействием резонирующего магнитного диполя с окружающими диполями. При этом локальные иоля проявляют себя лип1Ь в случае, если время пребывания резонирующей частицы в каждом локальном поле соизмеримо или больше 1/у. Рхли же это время существенно меньше из-за быстрого движения, например вращения, резонирующей частицы, то за время одного периода колебания падающего электромагнитного излучения локальные поля усреднятся и не будут искажать внешнее магнитное поле В. Таким образом, диполь-дипольное уширение характерно для относительно малоподвижных частиц, например для частиц твердого тела, для [c.43]

Представим себе два близко расположенных друг к другу атома инертного газа (рис. И1-38, Л). Благодаря непрерывному вращению электронов и колебательному движению ядер в каждом из этих атомов всегда может иметь место временное смещение некоторых электронных орбит относительно ядра и обусловленное этим временное возникновение диполя. Но каждый из таких диполей неизбежно будет влиять своими зарядами на ориентацию подобного же временного дииоля, возникающего в соседнем атоме, притом влиять [c.86]

Ввиду того что Лпнд(0 пропорционально величина Евв( ) пропорциональна Важно отметить, что направление 1инд(/) всегда таково, что величина 00(0 отрицательна (соответствует притяжению) для всех ориентаций Имгн(0 то качественно видно из рис. 15.2. Среднее ио времени от Ep,u(t), т. е. дисперсионная энергия, не равна нулю и пропорциональна Следует отметить, что эта энергия не зависит от температуры в отличие от усредненной по вращениям энергии взаимодействия постоянных диполей. [c.353]

Понятие электронного спина общеизвестно. Многие ядра также обладают собственным моментом количества движения или спином, который, как и спин электрона, сопровождается характерным ма1нитным моментом можно представить себе, что ядерный магнитный момент возникает благодаря вращению заряда, распределенного в атомном ядре. Во внешнем магнитном поле электронный или ядернь1й магнитный диполь не может принимать любые произвольные положения для него возможен лишь вполне определенный ряд дискретных ориентаций. О такой системе говорят, что она квантована . Поскольку [c.257]

Такое различие в поведении этих сополимеров объясняется одновременным влиянием на диэлектрические потери двух факторов полярности заместителей и стерических затруднений. Ме-тильные группы в а-положении всегда увеличивают стерические Брепятствия вращению звеньев (стр. 92). Поэтому уменьшение количества метильных групп (увеличение содержания стирола), несмотря ца уменьшение числа полярных групп, облегчает ориентацию звеньев, и значение 1дбмо1.с возрастает. При содержании стирола примерно равном 50 мол% начинает проявляться влияние фактора полярности уменьшается число диполей в единице объема, приводящее к понижению величины диэлектрических потерь. [c.284]

Существенный вклад в создание теории релаксационных явлений в полимерах внес Готлиб [62, с. 263, 283], причем наибольшее развитие получили работы, посвященные динамике изолированной цепи (растворы полимеров). В отличие от работ, в которых движение кинетических единиц, содержащих полярные группы, описывается как движение невзаимодействующих диполей с несколькими дискретными положениями ориентации, в работах Готлиба учитывался кооперативный характер переориентации диполей макромолекулы, приводящий к возникновению спектра времен релаксацпи. Расчеты показали, что в гибких карбоцеппых полимерах в растворе диэлектрически активным является кооперативный вид движения, включающий согласованные поворотно-изомерные движения скелета цепи, внутреннее вращение в боковых группах п крупномасштабные низкочастотные крутильные колебания. Предполагается, что подобный механизм двин<еиия диполей имеет место ири высоких температурах в пластифицированных полимерах в условиях ослабленного межцепного взаимодействия. С использованием модели малых колебаний описан процесс установления дипольной поляризации ниже температуры стеклования, который вызван, вероятно, колебаниями дипольных групп вблизи равновесного положения при наличии диссипативных сил, приводящих к релаксационным процессам в переменных полях. Модель малых колебаний рассмотрена в работе [63]. [c.81]

В случае склеивания двух неполярных молекул, например полиэтилена неполярным клеем, казалось бы, не должно возникать никаких сил притяжения. Однако в каждом атоме, из которых состоят эти вещества, происходит непрерывное вращение электронов и колебательное движение ядер. Это может привести к смещению некоторых электронных орбиталей относительно ядра и возникновению диполя. Такой диполь иеизбежно будет влиять своими зарядами на ориентацию подобного временного [c.39]

Изменяющиеся взаимодействия, ответственные за различные Ёремена релаксации, являются внутримолекулярными, зависящими главным образом от изменений ориентации во время вращения, а также межмолекулярными, зависящими в основном от диффузии. В случае вращения величина Тс равна 4ят1а /З Т, а определяемое поле, обусловленное молекулярным диполем (Л, равно h y . Это дает для внутримолекулярного вклада (1/7 1)внутр = ( 2у"У 2/Ь ) 4ят1аз/ЗЙТ), [c.413]

Для нежестких молекул (например, галоидных алкилов с п> 1) ориентации диполей и углеводородных радикалов могут не совпадать. Хаотичность в распределении взаимных ориентаций диполей, строго говоря. не является достаточным условием равной вероятности любых взаимных ориентаций нежестких (т. е. имеющих внутреннее вращение) молекул. [c.30]

Так как молекулы в газовой фазе имеют вращательные степени свободы, то в случае дипольных молекул мы имеем дело с вращающимися диполями. Если бы диполи вращались одинаково во всех направлениях, то результирующая сила была бы равна нулю, потолму что сила меняла бы знак, когда диполь оказывался бы перевернутым. Однако вращение не является одинаковым, потому что вращательные моменты стремятся удержать диполи в параллельных положениях. Каждое положение двух диполей соответствует некоторой взаимной потенциальной энергии. Благодаря закону распределения Максвелла — Больцмана ориентации, имеющие более низкие потенциальные энергии, будут статистически благоприятными, и диполи будут ориентированы в пол )жении, соответствующем минимальной потенциальной энергии, более часто, чем в каком-либо другом положении. Таким образом, в среднем притяжение будет преобладать над отталкиванием. Усредняя по всем полон ениям, Кизом нашел для энергии взаимодействия формулу [c.252]

Электрич. Р. я. в полимерах описывались аналогично механическим. В качестве моделей применялись различные электрич. контуры, составленные из конденсаторов и омич, сопротивлений, в просте нпих случаях из одного конденсатора и одного сопротивления, соединенных последовательно или параллельно (такие модели полностью эквивалентны соответственно механич. моделям Кельвина и Максвелла). Феноменологич. рассмотрение электрич. Р. я. также проводится по аналогии с механич. Р. я. (напряженность электрич. поля соответствует механич. напряжению, пэляризация — дефе)рмации, омич, сопротивление — в зкому сопротивлению, емкость—податливости). Структурные представления об ориентации динолей в электрич. поле, разработанные для малых молекул, полностью переносятся на макромолекулы при учете того обстоятельства, что подвижность электрич. диполей связана как с возможностью вращения соответствующих боковых полярных групп в макромолекуле, так и с возможностью сегментальных движений. С обнаружением надмолекулярной структуры началось изучение ее влияния на электрич. Р. я. [c.166]

Если молекула имеет высокую симметрию с одной или большим числом осей, то она может поворачиваться вокруг этих осей, переходя от одного минимума потенциальной энергии кристаллической решетки к другому. Это делает возможной ориентацию диполя молекулы в накладываемом внешнем электрическом поле. Молекула четыреххлористого углерода может, например, поворачиваться вокруг любой из четырех осей симметрии, в которых лежат связи С — С1, но поскольку дипольные моменты четырех связей С — С1 взаимно нейтрализуются и молекула неполярна, то это вращение мало влияет на диэлектрическую проницаемость. Однако в случае трет-бутилхлорида, три метильные группы которого по размерам и форме отличаются, хотя и очень мало, от атома хлора, вращение вокруг любой из трех связей С — С приводит к частичной переориентации диполя С — С1 в накладываемом внешнем поле. Действительно, в трепг-бутял-хлориде (рис. 3), бромиде и иодиде переориентация молекул происходит настолько свободно, что при понижении температуры диэлектрические проницаемости у них растут при затвердевании и в твердой фазе до тех пор, пока не происходит переход в безвращательное состояние. Точка самого низкотемпературного перехода на рис. 3 не показана. [c.637]

В молекулах 2,4,6-три-трет-бутилфенола и трициклогексилкарбинола гидроксильные группы настолько сильно экранированы, что водородная связь или очень слаба, или совсем не образуется. Для этих соединений в широком интервале температур получаются идеальные дебаевские кривые зависимости потерь от логарифма частоты [68]. Можно ожидать, что из-за своей формы молекулы этих соединений не способны вращаться в кристаллической решетке. Этот вывод вместе с малыми значениями полученных энергетических барьеров (2,2 и 4,4 ккал моль) говорит о дипольной ориентации, связанной с вращением гидроксильных групп. Применение уравнения Онзагера для описания экспериментальных данных [98[ дает значения дипольных моментов, которые хорошо согласуются с величиной составляющей момента ОН-связи, перпендикулярной связи СО, что также подтверждает связь переориентации диполей с вращением ОН-группы. [c.647]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология