Ионна поляризация

Ионна поляризация

Преди да разбереме какво е ионна поляризация, нека наблюдаваме как се образува молекулата на хлорид натрий (NaCl). Молекулата на хлорид натрий (NaCl) се формира чрез ионна връзка между атомите на натрий и хлор. Атомът на натрий предава един електрон, за да получи осем електрона в най-външната си обвивка. По този начин атомът на натрий става положителен ион. От друга страна, атомът на хлор приема един електрон, за да получи осем електрона в най-външната си обвивка и става отрицателен ион. Сега, поради електростатичната сила между положителния натриев и отрицателния хлорен ион, те се свързват и формират молекулата на хлорид натрий. Естествено, всяка молекула на хлорид натрий има положителен и отрицателен край. Тъй като, частта на натрия в молекулата ще бъде леко положително заредена поради присъствието на положителния натриев ион, а частта на хлора ще бъде леко отрицателно заредена поради присъствието на отрицателния хлорен ион.

Тъй като има разстояние между ядрата в молекулата на хлорид натрий, трябва да има диполен момент в молекулата, дори и без приложено външно електрическо поле. Тъй като молекулите на хлорид натрий имат само два атома (иона), трябва да има един единствен диполен момент, насочен от отрицателния към положителния ион във всяка молекула. Но има много ионни съединения, които имат повече от два атома. В тези случаи, ще има повече от една ионна връзка и следователно трябва да има диполни моменти колкото броя на връзките в молекулата. Но всички диполни моменти са насочени от относително отрицателния ион към положителния. Резултантният диполен момент на една молекула ще бъде векторната сума на отделните диполни моменти на молекулата.

Ако молекулата има център на симетрия, то молекулата може да има множество междинни ионни диполни моменти, но резултантният общ диполен момент на молекулата ще бъде нула. Чистият диполен момент на молекулата съществува само в асиметричната структура на молекулите. Този чист диполен момент на молекулата се нарича постоянен диполен момент, тъй като съществува в молекулата дори и без периферно електрическо поле. Нека вземем за референция следните фигури. В първата фигура молекулата е направена от два атома и има само един диполен момент, насочен от отрицателния към положителния ион. В фигура 2, молекулата има център на симетрия.

Има два диполни момента от отрицателния към положителния ион, но те се компенсират. Така че няма чист диполен момент на молекулата. В фигура 3, има чист диполен момент поради асиметричната структура на молекулата. Така че молекулите може да имат постоянен диполен момент или не, но веднага щом се приложи външно електрическо поле, отрицателните иони на молекулите ще се стремят да се преместят към положителната страна на приложеното поле, а положителните иони на молекулите ще се стремят да се преместят към отрицателната страна на приложеното електрическо поле.

Това се нарича ионна поляризация. Ако има N брой поляризирани молекули в единичния обем на материала. Ионната поляризация на материала се дава от

Където, µionic е средният индуциран диполен момент на молекулата поради приложено външно електрическо поле. Това очевидно е пропорционално на силата на приложеното електрическо поле. Така,

Отново, когато се приложи външно поле, ще има леко преместване на положителното ядро и отрицателните електрони на всеки атом на молекулите. Поради това, ще има електронен диполен момент във всеки атом на молекулите. Този електронен диполен момент също е пропорционален на броя на молекулите в единичния обем и силата на приложеното електрическо поле. Константата на пропорционалност или поляризуемост, да кажем, α електрон.

Не е нужно да се споменава, че винаги, когато се приложи електрическо поле в диелектрик от ионно съединение, в него ще се случват два типа поляризации. Това са ионна поляризация и електронна поляризация. Общата поляризация е сумата от тези две поляризации.

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са за споделяне, ако има нарушение на правата, моля, се обратете за изтриване.