Jonska polarižacija

Jonička polariacija

Prije nego što shvatimo što je jonička polariacija, promotrimo kako se gradi spojna kristala natrija i hlorida (NaCl). Molekula natrija i hlorida (NaCl) formira se jonijom vezom između atoma natrija i hlorida. Atom natrija odnosi jedan elektron kako bi imao osam elektrona u svojoj najvanije orbiti. Time postaje pozitivni jon. S druge strane, atom hlorida prihvaća jedan elektron kako bi imao osam elektrona u svojoj najvanije orbiti i postaje negativni jon. Zbog elektrostatičke sile između pozitivnog natrija i negativnog hlorida jona, oni se povezuju i formiraju molekulu natrija i hlorida. Prirodno, svaka molekula natrija i hlorida ima pozitivni i negativni kraj. Budući da natrijski dio molekule bit će blago pozitivno naelektrisan zbog prisutnosti pozitivnog natrijnog jona, a hloridni dio blago negativno naelektrisan zbog prisutnosti negativnog hloridnog jona.

Budući da postoji razmak između nukleusa u molekuli natrija i hlorida, mora postojati dipolni moment u molekuli čak i bez vanjskog primijenjenog električnog polja. Budući da molekule natrija i hlorida imaju samo dva atoma (jona), mora postojati jedan dipolni moment koji pokazuje od negativnog do pozitivnog jona u svakoj molekuli. Ali postoje mnoge jonije spojnice koje imaju više od dva atoma. U tim slučajevima, bit će više od jedne jonije veze, te stoga mora postojati toliko dipolnih momenata koliko je veza u molekuli. Svi dipolni momenti su usmjereni od relativno negativnog jona prema pozitivnom jonu. Rezultantni dipolni moment pojedine molekule bit će vektorski zbroj pojedinih dipolnih momenata molekule.

Ako molekula ima centar simetrije, tada molekula može imati broj interjonijih dipolnih momenata, ali rezultantni ukupni dipolni moment molekule bit će nula. Neto dipolni moment molekule prisutan je samo u asimetričnoj strukturi molekula. Taj neto dipolni moment molekule naziva se stalnim dipolnim momentom, jer je prisutan u molekuli čak i bez vanjskog električnog polja. Uzmimo u obzir sljedeće figure. U prvoj figuri molekula je sastavljena od dva atoma i ima samo jedan dipolni moment usmjeren od negativnog do pozitivnog jona. U drugoj figuri, molekula ima centar simetrije.

Postoje dva dipolna momenta od negativnog do pozitivnog jona, ali se otklanjaju. Stoga nema neto dipolnog momenta molekule. U trećoj figuri, postoji neto dipolni moment zbog asimetrične strukture molekule. Dakle, molekule mogu imati stalni dipolni moment ili ne, ali čim se primijeni vanjsko električno polje, negativni joni molekula težiti će pomaknuti prema pozitivnoj strani primijenjenog polja, a pozitivni joni molekula težiti će pomaknuti prema negativnoj strani primijenjenog električnog polja.

To se naziva jonička polariacija. Ako postoji N broj polariziranih molekula u jedinici volumena materijala. Jonička polariacija materijala dana je sa

gdje je µionic prosječni inducirani dipolni moment molekule zbog vanjskog primijenjenog električnog polja. To je očito proporcionalno jačini primijenjenog električnog polja. Stoga,

Kad se primijeni vanjsko polje, dobit će se mali pomak pozitivnog nukleusa i negativnih elektrona svakog atoma molekula. Zbog toga će postojati elektronski dipolni moment u svakom atomu molekula. Taj elektronski dipolni moment također je proporcionalan broju molekula po jedinici volumena i jačini primijenjenog električnog polja. Proporcionalni koeficijent ili polarizabilnost za to recimo, α elektronski.

Nema potrebe reći da kad god se primijeni električno polje u dielektričnom materijalu jonije spojnice, dogodit će se dva tipa polariacije. To su jonija polariacija i elektronska polariacija. Ukupna polariacija je zbroj ove dvije polariacije.

Izjava: Prijateljski odnos prema originalu, dobre članke vrijedi podijeliti, ako postoji kršenje autorskih prava kontaktirajte za brisanje.