Իոնային բևեռացում

Իոնային բևեռացում

Մեկ հասկանալու համար, թե ինչ է իոնային բևեռացումը, նախ դիտարկենք, թե ինչպես է ձուկածուղի (NaCl) մոլեկուլը ձևավորվում։ Ձուկածուղի (NaCl) մոլեկուլը ձևավորվում է նատրիումի և խլորի ատոմների միջև իոնային կապով։ Նատրիումի ատոմը կորցնում է մեկ էլեկտրոն, որպեսզի իր ամենաարտաքին շերտում ունենա ութ էլեկտրոն։ Այսպիսով նատրիումի ատոմը դառնում է դրական իոն։ Սակայն խլորի ատոմը վերցնում է մեկ էլեկտրոն, որպեսզի իր ամենաարտաքին շերտում ունենա ութ էլեկտրոն և դառնա բացասական իոն։ Այժմ դրական նատրիումի և բացասական խլորի իոնների միջև էլեկտրաստատիկ ուժի շնորհիվ նրանք կցվում են և ձուկածուղի մոլեկուլ ձևավորում են։ Բնականորեն, ձուկածուղի յուրաքանչյուր մոլեկուլը ունի դրական և բացասակն ծայրակետ։ Քանի որ նատրիումի մասը մոլեկուլում կլինի փոքր դրական լիցքավորված դրական նատրիումի իոնի առկայության պատճառով, իսկ խլորի կողմը կլինի փոքր բացասական լիցքավորված բացասական խլորի իոնի առկայության պատճառով։

Քանի որ ձուկածուղի մոլեկուլում կա ինտերնուկլեար հեռավորություն, ապա մոլեկուլում պետք է գոյություն ունենա բևեռային մոմենտ, նույնիսկ առանց արտաքին էլեկտրական դաշտի։ Քանի որ ձուկածուղի մոլեկուլները ունեն միայն երկու ատոմ (իոն), ապա յուրաքանչյուր մոլեկուլում պետք է գոյություն ունենա միակ բևեռային մոմենտ, որը ցուց է ցուցադրում բացասականից դրական իոնի դեպի։ Բայց կան շատ իոնային կապակցություններ, որոնք ունեն ավելի քան երկու ատոմ։ Այդ դեպքում կլինեն ավելի քան մեկ իոնային կապ և հետևաբար պետք է գոյություն ունենա բևեռային մոմենտներ այնքան քան, որքան կապեր կան մոլեկուլում։ Բայց բոլոր բևեռային մոմենտները ուղղված են հարաբերականորեն բացասական իոնից դրական իոնի դեպի։ Մի մոլեկուլի արդյունավետ բևեռային մոմենտը կլինի մոլեկուլի առանձին բևեռային մոմենտների վեկտորային գումարը։

Եթե մոլեկուլը ունի կենտրոնային սիմետրիա, ապա մոլեկուլում կարող է գոյություն ունենալ շատ ինտերիոնալ իոնային բևեռային մոմենտներ, բայց մոլեկուլի ընդհանուր բևեռային մոմենտը կլինի զրո։ Մոլեկուլի ընդհանուր բևեռային մոմենտը ներկայանում է միայն ասիմետրիկ կառուցվածքով մոլեկուլներում։ Այս մոլեկուլի ընդհանուր բևեռային մոմենտը կոչվում է պարmanent բևեռային մոմենտ, քանի որ այն ներկայանում է մոլեկուլում նույնիսկ առանց ցանկացած պարագային էլեկտրական դաշտի։ Դիտարկենք հետևյալ գծագրերը։ Առաջին գծագրում մոլեկուլը կազմված է երկու ատոմից և ունի միայն մեկ բևեռային մոմենտ, որը ցուց է ցուցադրում բացասականից դրական իոնի դեպի։ Գծագրում 2-ում մոլեկուլը ունի կենտրոնային սիմետրիա։

Կան երկու բևեռային մոմենտներ բացասականից դրական իոնի դեպի, բայց նրանք հանգույց են միմյանց։ Այսպիսով, մոլեկուլում չկա ընդհանուր բևեռային մոմենտ։ Գծագրում 3-ում կա ընդհանուր բևեռային մոմենտ, քանի որ մոլեկուլի կառուցվածքը ասիմետրիկ է։ Այսպիսով, մոլեկուլները կարող են ունենալ պարmanent բևեռային մոմենտ կամ ոչ, բայց մինչ կիրառվի արտաքին էլեկտրական դաշտ, մոլեկուլների բացասական իոնները կհարցնվեն դրական կողմը կիրառված դաշտի դեպի, իսկ դրական իոնները կհարցնվեն բացասական կողմը կիրառված էլեկտրական դաշտի դեպի։

Այս ընդհանուր երևույթը կոչվում է իոնային բևեռացում։ Եթե միավոր ծավալում ներկա է N քանակությամբ բևեռացած մոլեկուլներ, ապա նյութի իոնային բևեռացումը տրվում է հետևյալ բանաձևով

որտեղ, µ_{իոնային} է մոլեկուլի միջին արտաքին կիրառված էլեկտրական դաշտի պատճառով առաջացած բևեռային մոմենտը։ Այն ակներևորեն համամասն է կիրառված էլեկտրական դաշտի ուժին։ Այսպիսով,

Այլ կողմից, երբ կիրառվում է արտաքին դաշտ, յուրաքանչյուր մոլեկուլի ատոմների դրական միջուկները և բացասական էլեկտրոնները կստորագրեն փոքր տեղաշարժ։ Այս պատճառով յուրաքանչյուր մոլեկուլի ատոմներում կարող է գոյություն ունենալ էլեկտրոնային բևեռային մոմենտ։ Այս էլեկտրոնային բևեռային մոմենտը նույնպես համամասն է մոլեկուլների քանակին միավոր ծավալում և կիրառված էլեկտրական դաշտի ուժին։ Համամասնության հաստատունը կամ պոլարիզացիայի հաստատունը ասենք, α էլեկտրոնային:

Անհրաժեշտ է նշել, որ երբ կիրառվում է էլեկտրական դաշտ իոնային կապակցությունով դիէլեկտրիկում, նրա մեջ կատարվում են երկու տեսակի բևեռացումներ։ Այդ երկու տեսակներն են իոնային բևեռացումը և էլեկտրոնային բևեռացումը։ Ընդհանուր բևեռացումը կլինի այս երկու բևեռացումների գումարը:

特别声明：尊重原创，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。