稀溶液法测定偶极矩实验目的1)掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术2)了解偶极矩与分子电性质的关系3)测定正丁醇的偶极矩二、实验原理2
1 偶极矩与极化度分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电子)所构成
由于空间构型的不同,其正负电荷中心可能重合,也可能不重合
前者称为非极性分子,后者称为极性分子
1912 年,德拜提出“偶极矩”的概念来度量分子极性的大小,其定义是1)—>式中,q 是正负电荷中心所带的电量;为正负电荷中心之间的距离;是一个矢量,其方向规定为从正到负,的数量级>30C・m
通过偶极矩的测定,可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性,可以用来鉴别几何异构体和分子的立体结构等
极性分子具有永久偶极矩,但由于分子的热运动,偶极矩指向某个方向的机会均等
所以偶极矩的统计值等于零
若将极性分子置于均匀的电场 E 中,则偶极矩在电场的作用下,趋向电场方向排列
这时称这些分子被极化了
极化的程度可以用摩尔转向极化度 P 来衡量
P 与永久偶极矩卩的平方成正比,与绝对温度 T 成反比
仆 4nNLIP=A£9kT式中,k 为波兹曼常数;NA 为阿弗加德罗常数;T 为热力学温度;L 为分子的永久偶极矩
在外电场作用下,不论极性分子或非极性分子,都会发生电子云对分子骨架的相对移动,分子骨架也会发生形变
这称为诱导极化或变形极化
用摩尔诱导极化度 P 来衡量
显然,P 可分为两项,即电子极化度 P 和原子极化度 P,诱导诱导 ea因此P 决=P+P(3)如果外电场是交变场,极性分诱导子的极化情况则与交变场的频率有关
当处于频率小于 10i0HZ的低频电场或静电场中,极性分子所产生的摩尔极化度 P 是转向极化、电子极化和原子极化的总和
P=P+P+P(4)ea介电常数实际上是在 107HZ一下的频率测定的,测得的极化度为 P+P+PoZea若把频率提高到红