Elektronikus polarizáció

Mivel a nukleus központja és az elektronfelhő központja egy külső elektromos mező hatására elválódnak, közöttük vonzó erő fejlődik, amelyet a Coulomb-törvény ír le. Tegyük fel, hogy a nukleus központja és az elektronfelhő közötti távolság x, itt van a kiegyensúlyozott állapot. Ez azt jelenti, hogy x távolságon a külső elektromos mező és a Coulomb-törvény által a nukleusra vagy az elektronfelhőre ható erők ugyanolyanok és ellentétesek. Nyilvánvaló, hogy a nukleusz sugara sokkal nagyobb, mint az elektronfelhőé. Így az elektronfelhő szempontjából a nukleust pontszerű töltésként tekinthetjük. Tehát a nukleusra ható elektrosztatikus erő +E.Z.e lesz. A nukleus mostantól x távolságra helyezkedett el az elektronfelhő központjától.

A Gauss-tétel szerint a negatív elektronfelhő a pozitív nukleusra csak a sugár x sugarú gömbön belül lévő részén keresztül hat. Az x sugarú gömbön kívüli rész nem hat a nukleusra. Most, az x sugarú gömb térfogata (4/3)πx3, míg az R sugarú gömb térfogata (4/3)πR3.
Az elektronfelhő teljes negatív töltése -Ze, és már feltételeztük, hogy egyenletesen oszlik el a felhő térfogatán.

Tehát az x sugarú gömbben zárt negatív töltés mennyisége,

Csak ennyi töltés fog Coulomb-erőt gyakorolni a nukleusra. Így, a Coulomb-törvény szerint az erő

Kiegyensúlyozott állapotban,

A nukleusz dipólje Zex, mert a dipólmoment a nukleusz töltésének és a távolság elmozdulásának szorzata. Ha behelyettesítjük x kifejezését a dipólmoment kifejezésébe, akkor kapjuk:

A polarizáció definíció szerint a anyag egység térfogatának dipólmomentjeinek száma. Ha N a dipólmomentek száma egység térfogatban, a polarizáció:

A fenti kifejezésből látható, hogy az elektronikus polarizáció vagy atomi polarizáció függ az atom sugarától (vagy térfogatától) és az anyag egység térfogatában lévő atomok számától.

Vegyünk egyetlen atomot Z atomi számmal. Tegyük fel, hogy +e kulomb minden proton töltése a nukleusban, és -e kulomb minden elektron töltése a nukleus körül. Minden keringő elektron a nukleus körül egy negatív töltésű gömbölyű felhőt alkot. A nukleusz töltése +Ze kulomb, az elektronfelhő töltése pedig -Ze kulomb. Tegyük fel, hogy az elektronfelhő negatív töltése homogén eloszlású egy R sugarú gömbön. Ha nincs külső elektromos mező hatása, a gömb központja és a nukleus központja egybeesik. Most, tegyük fel, hogy E volt per méter intenzitású külső elektromos mező hat a atomra. Ennek a külső elektromos mezőnek köszönhetően a nukleus a mező negatív intenzitás felé tolódik, míg az elektronfelhő a pozitív intenzitás felé tolódik.

Nyilatkozat: Tiszteletben tartsuk az eredeti, jó cikkeket, amelyek megosztást érdemelnek, ha sértés esetén lépjünk kapcsolatba a törléshez.