Ionos polarizáció

Ionosz polarizáció

Mielőtt megértenénk, mi az ionosz polarizáció, nézzük meg, hogyan alakul ki a nátrium-klorid (NaCl) molekulája. A nátrium-klorid (NaCl) molekula ionosz kötés révén alakul ki a nátrium és a klór atomok között. A nátriumatom ad le egy elektront, hogy nyolc elektron legyen a legkülső pályán. Így a nátriumatom pozitív ion lesz. Másrészről a klóratom vesz fel egy elektront, hogy nyolc elektron legyen a legkülső pályán, és negatív ion lesz. Az elektrosztatikus erő a pozitív nátrium- és a negatív klórionok között miatt ezek összekötődnek, és nátrium-klorid molekulát formálnak. Természetesen minden nátrium-klorid molekula pozitív és negatív véglettel rendelkezik. Mivel a molekula nátrium része enyhe pozitívan töltött lesz a pozitív nátriumion miatt, míg a klór oldal enyhe negatívan töltött lesz a negatív klórion miatt.

Mivel van inter-nukleáris távolság a nátrium-klorid molekulában, akkor szükségképpen dipólmoment is jelen van a molekulában, még akkor is, ha nincs külső elektromos mező. Mivel a nátrium-klorid molekulák csak két atomot (iont) tartalmaznak, ezért minden molekulában egyetlen dipólmoment áll elő, ami a negatív iontól a pozitív iig mutat. De vannak olyan ionosz vegyületek, amelyek több mint két atommal rendelkeznek. Ilyen esetekben több ionosz kötés is jelen van, és ennek megfelelően a molekulában annyi dipólmoment van, ahány kötés található benne. De mind a dipólmomentek a relatív negatív iontól a pozitív iig irányulnak. Egyetlen molekula teljes dipólmomentje a molekula egyes dipólmomentjeinek vektorszummája.

Ha a molekula szimmetrikus középponttal rendelkezik, akkor a molekula számos inter-ionosz dipólmomenttel is bírhat, de a molekula teljes dipólmomentje nulla lesz. A molekula netto dipólmomentje csak aszimmetrikus molekulák esetén jelenik meg. Ez a molekula netto dipólmomentje állandó dipólmomentként hivatkozható, mert még a perifériai elektromos mező hiányában is jelen van a molekulában. Nézzük a következő ábrákat. Az első ábrán a molekula két atomot tartalmaz, és csak egyetlen dipólmomenttel rendelkezik, ami a negatív iontól a pozitív iig mutat. A 2. ábrán a molekula szimmetrikus középponttal rendelkezik.

Két dipólmoment van a negatív iontól a pozitív iig, de ezek kiejtik egymást. Tehát nincs netto dipólmoment a molekulának. A 3. ábrán viszont van netto dipólmoment, mert a molekula aszimmetrikus szerkezetű. Tehát a molekulák állandó dipólmomenttel vagy anélkül is lehetnek, de amint külső elektromos mezőt alkalmazunk, a molekulák negatív ionjai a mező pozitív oldalához fogják elmozdulni, míg a pozitív ionjai a negatív oldal felé mozognak a mezőben.

Ezt nevezzük ionosz polarizációnak. Ha N számú polarizált molekula van egységnyi térfogatban a anyagban. Az anyag ionosz polarizációja a következő képlettel adható meg:

Ahol, µionosz a molekula átlagos indukált dipólmomentje a külsőleg alkalmazott elektromos mező miatt. Ez természetesen arányos a felületes elektromos mező erősséggel. Tehát,

Ismeretes, hogy a külső mező alkalmazása esetén a molekulák minden atomjának pozitív magja és a negatív elektronjai enyhe módon elmozdulnak. Ennek következtében mindegyik atomon elektronikus dipólmoment jön létre. Ez az elektronikus dipólmoment arányos a molekulák számával egységnyi térfogatban és a felületes elektromos mező erősséggel. A proporcionalitási konstans vagy polarizálhatóság, mondjuk α elektronikus.

Nem kell hangsúlyozni, hogy bármikor, amikor elektromos mező alkalmazódik egy ionosz vegyület dieléktikus anyagában, két típusú polarizáció történik benne. Ezek az ionosz polarizáció és elektronikus polarizáció. A teljes polarizáció ezek két polarizáció összege.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.