溶液法测定极性分子的偶极矩 一、实验目的 了解电介质极化与分子极化的概念，以及偶极矩与分子极化性质的关系。掌握溶液法测定极性分子永久偶极矩的理论模型和实验技术，用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。 二、实验原理 德拜（Peter Joseph William Deby e）指出，所谓极性物质的分子尽管是电中性的，但仍然拥有未曾消失的电偶极矩，即使在没有外加电磁场时也是如此。分子偶极矩的大小可以从介电常数的数据中获得，而对分子偶极矩的测量和研究一直是表征分子特性重要步骤。 1、偶极矩、极化强度、电极化率和相对电容率（相对介电常数） 首先定义一个电介质的偶极矩（dipole moment）。考虑一簇聚集在一起的电荷，总的净电荷为零，这样一堆电荷的偶极矩 p是一个矢量，其各个分量可以定义为 iiiziiiyiiixzqpyqpxqp 式中电荷iq 的坐标为),,(iiizyx。偶极矩的 S I 制单位是：mC 。 将物质置于电场之中通常会产生两种效应：导电和极化。导电是在一个相对较长的（与分子尺度相比）距离上输运带电粒子。极化是指在一个相对较短的（小于等于分子直径）距离上使电荷发生相对位移，这些电荷被束缚在一个基本稳定的、非刚性的带电粒子集合体中（比如一个中性的分子）。 一个物质的极化状态可以用矢量 P表示，称为极化强度（polarization）。矢量 P的大小定义为电介质内的电偶极矩密度，也就是单位体积的平均电偶极矩，又称为电极化密度，或电极化矢量。这定义所指的电偶极矩包括永久电偶极矩和感应电偶极矩。 P的国际单位制度量单位是2mC。为 P取平均的单位体积当然很小，但一定包含有足够多的分子。在一个微小的区域内， P的值依赖于该区域内的电场强度 E。 在这里，有必要澄清一下物质内部的电场强度的概念。在真空中任意一点的电场强度 E的定义为：在该点放置一个电荷为 dq 的无限微小的“试验电荷”，则该“试验电荷”所受 到的力为dqE。当将这个定义应用到物质内部时，在原子尺度上会引起巨大的电场涨落。为此，物质内部某一点的宏观电场强度E定义为在该点邻近的小区域内原子尺度电场强度的平均值，这个小区域当然比通常标准要小得多，但仍足以容纳足够多的分子。 在电磁学中，电介质响应外加电场而极化的程度可以用电极化率 （electric susceptibility）来度量，在各向同性、线性和均匀的电介质中，电极化率 的定义为 EP0 （1 8 -1 ） 式中11 201 08 5...
