Ionverndun

Jónískerfisstefna

Áður en við skiljum hvað jónískerfisstefna er, skulum við horfa á hvernig natriumklorídmólekúl (NaCl) myndast. Natriumklorídmólekúlið myndast af jónbandi milli natrium- og klorátómanna. Natriumatomið gefur upp einn rafe til að fá átta rafa í ytri snerting sinnar. Þannig verður natriumatomið jákvæðu jóni. Á hina vegna tekur klorátomið einn raf til að fá átta rafa í ytri snerting sinni og verður neikvæðu jóni. Nú verða jákvæðu natrium- og neikvæðu klorajónin bundin saman vegna efnahlutastyrksins og mynda natriumklorídmólekúl. Náttúrlega hefur hver natriumklorídmólekúl jákvæða enda og neikvæða enda. Af því að natriumsenda mólekúlns verður smá hátt jákvæður vegna til staðar jákvæða natriumjónsins og klorasenda verður smá hátt neikvæður vegna til staðar neikvæða klorajónsins.

Þar sem er stöðuvídd á milli kjarnana í natriumklorídmólekúlinu, verður dipólsmoment til staðar í mólekúlnu jafnvel þó ekki sé átt við nein ytri rafstraum. Vegna þess að natriumklorídmólekúlin eru með bara tvö atóm (jóna) verður að vera eitt dipólsmoment sem vísað er frá neikvæðu til jákvæðu jóns í hverju mólekúli. En það eru margir jónískar sameindir sem hafa fleiri en tvö átóm. Í þeim tilvikum verða að vera fleiri en eitt jónband og þar með dipólsmoment eins margra sem fjöldi banda í mólekúli. En allar dipólsmoment eru vísað frá neikvæðu jóni til jákvæðs. Samtals dipólsmoment hvers mólekúls væri vigursumma af einstökum dipólsmomentum mólekúlsins.

Ef mólekúlið hefur miðpunktssymmetri, þá gæti mólekúlið haft mörg jónísk dipólsmoment en samtals dipólsmoment mólekúlsins væri núll. Samtals dipólsmoment mólekúlsins er aðeins til staðar í ósamhverfu struktúru mólekúla. Þetta samtals dipólsmoment mólekúlsins er kölluð fast dipólsmoment vegna þess að það er til staðar í mólekúlnu jafnvel þó ekki sé átt við nein ytri rafstraum. Skulum taka til viðbótar eftirfarandi myndir. Í fyrri myndinni er mólekúlið búið til úr tveimur atómum og það hefur aðeins eitt dipólsmoment sem vísað er frá neikvæðu til jákvæðu jóns. Í mynd 2 hefur mólekúlið miðpunktssymmetri.

Það eru tvö dipólsmoment frá neikvæðu til jákvæðu jóna en þau eyða hver öðrum. Svo er ekki samtals dipólsmoment mólekúlsins. Í mynd 3 er samtals dipólsmoment vegna ósamhverfu struktúru mólekúlsins. Svo mólekúl geta haft fast dipólsmoment eða ekki, en ef ytri rafstraum er beint á mólekúl, munu neikvæðu jónar mólekúlsins tenda til að færast til jákvæðrar hliðar beinta rafstraumsins og jákvæðu jónar mólekúlsins munu tenda til að færast til neikvæðrar hliðar beinta rafstraumsins.

Þetta er kölluð jónískerfisstefna. Ef eru N fjöldi polariseraðra mólekúla í einingar rúmmál af efni, þá er jónískerfisstefnan efnsins gefin með

Hvor µjónískt er meðaltal af veikt dipólsmoment mólekúlsins vegna ytra rafstraums. Þetta er augljóst að vera hlutfallslegt við styrk beints rafstraums. Svo,

Að neyslu, þegar ytri rafstraum er beint á, mun vera smá færsla jákvæðra kjarna og neikvæðra rafa í hverju átóm mólekúlsins. Vegna þess verður elektróniskt dipólsmoment í hverju átóm mólekúlsins. Þetta elektróniskt dipólsmoment er líka hlutfallslegt við fjölda mólekúla per einingar rúmmál og styrk beints rafstraums. Hlutfallslega fasti eða polarisability fyrir það, segjum, α elektrónisk.

Þarf ekki að segja að hvenær sem er ytri rafstraum er beint á dielectric af jónísku sameind, verða tvö tegundir polariseringar að gerast í því. Þessar eru jónísk polarisering og elektrónsk polarisering. Samtals polarisering er summa þessara tveggja polariseringa.

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