Polaryzacja jonowa

Polaryzacja jonowa

Przed zrozumieniem, czym jest polaryzacja jonowa, obserwujmy, jak powstaje cząsteczka chlorku sodu (NaCl). Cząsteczka chlorku sodu powstaje poprzez wiązanie jonowe między atomami sodu i chloru. Atom sodu oddaje jeden elektron, aby uzyskać osiem elektronów w swojej najbardziej zewnętrznej orbicie. W ten sposób atom sodu staje się jonem dodatnim. Z drugiej strony, atom chloru przyjmuje jeden elektron, aby uzyskać osiem elektronów w swojej najbardziej zewnętrznej orbicie i staje się jonem ujemnym. Teraz, ze względu na siłę elektrostatyczną między jonom sodu dodatnim a jonom chloru ujemnym, one wiążą się razem i tworzą cząsteczkę chlorku sodu. Naturalnie, każda cząsteczka chlorku sodu ma końcówkę dodatnią i ujemną. Ponieważ, część sodowa cząsteczki będzie lekko naładowana dodatnio ze względu na obecność jonu sodu dodatniego, a część chlorowa będzie lekko naładowana ujemnie ze względu na obecność jonu chloru ujemnego.

Ponieważ w cząsteczce chlorku sodu istnieje odległość między jądrami, musi być obecny moment dipolowy w cząsteczce nawet w braku zewnętrznego pola elektrycznego. Ponieważ cząsteczki chlorku sodu mają tylko dwa atomy (jony), musi istnieć pojedynczy moment dipolowy skierowany od jonu ujemnego do dodatniego w każdej cząsteczce. Ale istnieją wiele związków jonowych, które mają więcej niż dwa atomy. W tych przypadkach, będzie więcej niż jedno wiązanie jonowe, a więc musi być tyle momentów dipolowych, ile jest wiązań w cząsteczce. Ale wszystkie momenty dipolowe są skierowane od relatywnie ujemnego jonu do dodatniego. Wynikowy moment dipolowy pojedynczej cząsteczki będzie wektorową sumą indywidualnych momentów dipolowych cząsteczki.

Jeśli cząsteczka ma środek symetrii, to może posiadać wiele momentów dipolowych międzyjonowych, ale wynikowy ogólny moment dipolowy cząsteczki będzie równy zero. Całkowity moment dipolowy cząsteczki występuje tylko w asymetrycznej strukturze cząsteczek. Ten całkowity moment dipolowy cząsteczki nazywany jest stałym momentem dipolowym, ponieważ występuje w cząsteczce nawet w braku zewnętrznego pola elektrycznego. Weźmy pod uwagę poniższe rysunki. Na pierwszym rysunku cząsteczka składa się z dwóch atomów i ma tylko pojedynczy moment dipolowy skierowany od jonu ujemnego do dodatniego. Na rysunku 2, cząsteczka ma środek symetrii.

Są dwa momenty dipolowe od jonu ujemnego do dodatniego, ale one się wzajemnie znoszą. Więc nie ma całkowitego momentu dipolowego cząsteczki. Na rysunku 3, jest całkowity moment dipolowy ze względu na asymetryczną strukturę cząsteczki. Więc cząsteczki mogą mieć stały moment dipolowy lub nie, ale gdy tylko zostanie zastosowane zewnętrzne pole elektryczne, jony ujemne cząsteczek będą倾向于向电场的正侧移动，而正离子将倾向于向电场的负侧移动。 请允许我更正并完成翻译：

Są dwa momenty dipolowe od jonu ujemnego do dodatniego, ale one się wzajemnie znoszą. Więc nie ma całkowitego momentu dipolowego cząsteczki. Na rysunku 3, jest całkowity moment dipolowy ze względu na asymetryczną strukturę cząsteczki. Więc cząsteczki mogą mieć stały moment dipolowy lub nie, ale gdy tylko zostanie zastosowane zewnętrzne pole elektryczne, jony ujemne cząsteczek będą skłaniały się do przesunięcia w kierunku dodatniej strony zastosowanego pola elektrycznego, a jony dodatnie cząsteczek będą skłaniały się do przesunięcia w kierunku ujemnej strony zastosowanego pola elektrycznego.

To nazywane jest polaryzacją jonową. Jeśli w jednostce objętości materiału znajduje się N liczbę polarizowanych cząsteczek, to polaryzacja jonowa materiału wyraża się wzorem

Gdzie, µjonowe to średni indukowany moment dipolowy cząsteczki spowodowany zastosowanym zewnętrznym polem elektrycznym. Jest on oczywiście proporcjonalny do natężenia zastosowanego pola elektrycznego. Więc,

Ponownie, gdy zastosowane jest zewnętrzne pole, nastąpi lekkie przesunięcie dodatnich jąder i ujemnych elektronów każdego atomu cząsteczek. Ze względu na to, w każdym atomie cząsteczek będzie obecny moment dipolowy elektroniczny. Ten moment dipolowy elektroniczny jest również proporcjonalny do liczby cząsteczek na jednostkę objętości i natężenia zastosowanego pola elektrycznego. Stała proporcjonalności lub polaryzowalność dla tego, powiedzmy, α elektroniczna.

Nie trzeba mówić, że za każdym razem, gdy zastosowane jest pole elektryczne w dielektryku związków jonowych, wystąpią dwa typy polaryzacji. Są to polaryzacja jonowa i polaryzacja elektroniczna. Całkowita polaryzacja jest sumą tych dwóch polaryzacji.

Oświadczenie: Szanuj oryginał, dobre artykuły warto dzielić się, jeśli dochodzi do naruszenia praw autorskich prosimy o usunięcie.