Ionische polarisatie

Ionische polarisatie

Voordat we begrijpen wat ionische polarisatie is, laten we kijken hoe een natriumchloride (NaCl) molecuul wordt gevormd. Een natriumchloride (NaCl) molecuul wordt gevormd door een ionische binding tussen natrium- en chlooratomen. Het natriumatoom geeft één elektron af om acht elektronen in zijn buitenste banen te hebben. Op deze manier wordt het natriumatoom een positieve ion. Aan de andere kant neemt het chlooratoom één elektron aan om acht elektronen in zijn buitenste banen te hebben en wordt een negatieve ion. Nu worden de positieve natrium- en negatieve chloorionen door elektrostatische krachten aan elkaar gebonden en vormen ze een natriumchloridemolecuul. Natuurlijk heeft elk natriumchloridemolecuul een positieve en een negatieve kant. Omdat het natriumgedeelte van het molecuul licht positief geladen is door de aanwezigheid van het positieve natriumion en het chloorgedeelte licht negatief geladen is door de aanwezigheid van het negatieve chloorion.

Omdat er een interneucleaire afstand is in het natriumchloridemolecuul, moet er een dipoolmoment aanwezig zijn in het molecuul, zelfs in afwezigheid van een externe elektrische veld. Omdat de natriumchloridemoleculen slechts twee atomen (ionen) hebben, moet er in elk molecuul een enkel dipoolmoment zijn dat van het negatieve naar het positieve ion wijst. Maar er zijn veel ionische verbindingen die meer dan twee atomen hebben. In deze gevallen zullen er meer dan één ionische binding en dus evenveel dipoolmomenten zijn als het aantal bindingen in een molecuul. Maar alle dipoolmomenten zijn gericht van relatief negatieve ionen naar positieve ionen. Het resulterende dipoolmoment van een enkel molecuul zou de vector som zijn van de individuele dipoolmomenten van het molecuul.

Als het molecuul een symmetrisch centrum heeft, dan kan het molecuul meerdere inter-ionische dipoolmomenten hebben, maar het resulterende totale dipoolmoment van het molecuul zou nul zijn. Het netto dipoolmoment van het molecuul is alleen aanwezig in asymmetrische structuren van moleculen. Dit netto dipoolmoment van het molecuul wordt permanent dipoolmoment genoemd, omdat het in het molecuul aanwezig is, zelfs in afwezigheid van een externe elektrische veld. Laten we de volgende figuren als referentie nemen. In de eerste figuur is het molecuul gemaakt van twee atomen en het heeft slechts één dipoolmoment dat van het negatieve naar het positieve ion wijst. In figuur 2 heeft het molecuul een symmetrisch centrum.

Er zijn twee dipoolmomenten van negatieve naar positieve ionen, maar ze heffen elkaar op. Dus is er geen netto dipoolmoment van het molecuul. In figuur 3 is er een netto dipoolmoment vanwege de asymmetrische structuur van het molecuul. Dus de moleculen kunnen wel of geen permanent dipoolmoment hebben, maar zodra een extern elektrisch veld wordt toegepast, zullen de negatieve ionen van de moleculen zich naar de positieve kant van het toegepaste veld verplaatsen en de positieve ionen van de moleculen zich naar de negatieve kant van het toegepaste elektrisch veld verplaatsen.

Dit wordt ionische polarisatie genoemd. Als er N aantal gepolariseerde moleculen per eenheid volume van het materiaal aanwezig is, wordt de ionische polarisatie van het materiaal gegeven door

Waarbij, µionisch het gemiddelde geïnduceerde dipoolmoment van het molecuul is door een extern toegepast elektrisch veld. Dit is duidelijk evenredig met de sterkte van het toegepaste elektrische veld. Dus,

Opnieuw, wanneer een extern veld wordt toegepast, zal er een lichte verschuiving zijn van de positieve kernen en negatieve elektronen van elk atoom van de moleculen. Daardoor zal er in elk atoom van de moleculen een elektronisch dipoolmoment zijn. Dit elektronische dipoolmoment is ook evenredig met het aantal moleculen per eenheid volume en de sterkte van het toegepaste elektrische veld. De evenredigheidsconstante of polariseerbaarheid daarvoor, zeggen we, α elektronisch.

Het is overbodig te zeggen dat telkens wanneer een elektrisch veld wordt toegepast in een dielectricum van een ionische verbinding, er twee soorten polarisatie zullen optreden. Dit zijn ionische polarisatie en elektronische polarisatie. De totale polarisatie is de som van deze twee polarisaties.

Verklaring: Respecteer het oorspronkelijke, goede artikelen zijn de moede gedeeld, indien er een inbreuk is contacteer dan om te verwijderen.