ҚҰлажанов қ. С., Таусарова б. Р


-ТАРАУ. МОЛЕКУЛА ҚҰРЫЛЫСЫ. МОЛЕКУЛАЛЫҚ РЕФРАКЦИЯ



бет2/118
Дата07.03.2023
өлшемі0,92 Mb.
#72359
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   118
Байланысты:
??ëàæàíîâ ?. Ñ., Òàóñàðîâà á. Ð

1 -ТАРАУ. МОЛЕКУЛА ҚҰРЫЛЫСЫ. МОЛЕКУЛАЛЫҚ РЕФРАКЦИЯ


§ 1.1 Полярлану және молекулалардың полярлануы

Ядроға қатысты электрондық тығыздығы симметриялы таралумен сипатталатын бірдей (Н2 ,О2, Cl2, N2 ) немесе бірнеше атомнан құралған молекулалар (СО2, CS2, СН4., C6H6) полярсыз (полярлы емес) деп аталады.


Ядроға қатысты электрондық тығыздығы симметриясыз таралумен сипатталатын молекулар 2О, СН3СООН, НCl) полярлы деп аталады.
Молекуланың симметриялығын диполь моменті көрсетеді:
μ = ℓ · q, ( 1.1 )
μ – диполь моменті, (Клм), q= 1,6 · 10‾19 (Кл) – электрон заряды, – зарядтардың арақашықтығы (м).
Диполь моменті зарядтың зарядтар арасындағы арақашықтығына көбейтіндісіне тең. Полярсыз молекулалардың μ=0, полярлы молекулалар үшін μ ≤ 0. Химиялық қосылыстардың диполь моменті молекуладағы атомдардың орналасуына тәуелді.
Электр өрісінде атомдардың, электрондардың ығысуын, сондай-ақ молекулалардың бағытталуын полярлану деп атайды. Молекулалардың полярлануы электрондық (Пэл), атомдық (Пат) және бағытталу (Пбағ) полярлануларынан құралады:
П= Пат эл бағ (1.2)
мұнда Пат молекуладағы әр типті атомдарының ығысуы, Пэл өрістегі электрон бұлттарының ығысуы, Пбағ молекулалардың электр өрісінде бағытталуы.

Молекулалардың полярлану қасиетінің сандық сипаттамасын полярланғыштық (α) дейді. Молекулалардың полярланғыштығы α электрондық, атомдық және бағытталу полярланғыштарының қосындысына тең:






=ат +эл +бағ










(1.3)

Деформациялық

полярланғыштық

д

ядро

мен

электрон

бұлттарының орналасуына қатысты ығысуын сипаттайды және электрондық, атомдық полярланғыштықтардың қосындысына тең:
αд = αат+ αэл (1.4)

Электрондық және атомдық полярланулар температурадан тәуелсіз. Бағытталу полярлануы абсолюттік температураға кері пропорционал,


себебі молекулалардың ретсіз жылулық қозғалыстары бағытталуды бұзады:

бағ =
2
3кТ
(1.5)

 - диполь моменті,  – Больцман тұрақтысы

Молекулалардың полярланғыштығы заттардың диэлектрлік өткізгіштігімен келесі қатынаспен байланысты, тұрақты электр өрісі үшін Дебай теңдеуі деген атқа ие:


  1 М 4 4 N 2

П  П
  • П 

  N

a

деф
баг
  2  3 a

9 T

немесе
4 2

П 3 Na 3T
(1.6)

 
мұнда  – диэлектрлік тұрақтысы, М – заттың молекулалық массасы,  – тығыздық, Na – Авогадро тұрақтысы,  – Больцман тұрақтысы, Т – абсолюттік температура, П – молярлық полярлану,  – диполь моменті,  – полярланғыштық.

Дебай теңдеуін пайдалана отырып, белгілі ,  және -ның мәндері бойынша молекулалардың полярлануын, диполь моментінің мәнін анықтауға болады.


Полярсыз молекулалардың поляризациясы =0 және температурадан тәуелсіз:



4 Na
3
2


0
3kT

( 1.7 )



Теңдеу келесідей түрде болады :





П   1 М 4Na

( 1.8 )

  2  3


Клаузиус-Моссоти теңдеуі (1.8) полярсыз молекулаларға тән.

Электрондық полярланғыштық Лоренц - Лорентц теңдеуінің сыну көрсеткіші n және Rm молекулалық рефракциясымен байланысты.
Шексіз үлкен толқын ұзындығында диэлектрлік өткізгіштік сыну көрсеткішіне тең:

мұнда



n - дегеніміз

  


  n2


кезіндегі жарықтың сыну көрсеткіші.

(1.8) теңдеуі келесі түрде шығады:



Пэл 
n 2 1 M

( 1.9 )

n 2  2 
Лоренц - Лорентц теңдеуі көрінетін және УК-аймақа сәйкес жоғары жиілікті ауыспалы электр өрісі үшін орындалады және сыну көрсеткішін өлшеуге негізделген зерттеулер мен сараптау әдістері – рефрактометрияның негізі болып табылады.


§ 1.2 Молекулалардың рефракциясы


Мольдік рефракция RM электрондық полярлануды көрсетеді және келесі теңдеуімен өрнектеледі:

Пэл  R М
n 2  1 M n 2  2 

мұнда RMмольдік рефракция, м3/ моль, n – сыну көрсеткіші, М – заттың мольдік массы, – тығыздық.


Молекуланың рефракциясы оны құрайтын атомдар мен байланыстардың қосындысы түрінде көрсетіледі (аддитивтілік).
RМ =  RАТ +  RБС (1.10)
где RАТ - атомдар рефракциясы, RБС – байланыстар рефракциясы. Мұнда атомдық рефракцияның, байланыстар рефракциясының және қос,
үш байланыстар үшін қосымша қосындыларының (инкременттер) кестелік
анықтамалары қолданылады. Эксперимент жүзінде табылған RM-ді аддитивтілік ережесі бойынша есептелген мәнімен салыстыра отырып зат құрылысын білуге болады.

Заттың бір грамына қатысты рефракция, меншікті рефракция деп аталады:



мұнда r –меншікті рефракция.


n 2  1

1
r n 2  2

(1.11)


Заттың сыну көрсеткішін және тығыздығын біле отырып, заттың негізгі сипаттамасы мольдік рефракцияны анықтауға болады.




Өзіндік жұмыс тапсырмалары



  1. Полярлы және полярсыз молекулаларға мысал келтіріңіздер.

  2. Диполь моменті, оның формуласы.

  3. Жалпы алғанда молекуланың полярлығын қандай факторлар анықтайды?

  4. Полярланудың түрлері. Олар температурадан және электр өрісінің жиілігінен қалай тәуелді болады?

  5. Молялық және меншікті рефракцияны есептеу теңдеулерін көрсетіңіздер.

  6. Аддитивтілік ережесі бойынша молярлық рефракцияны қалай есептейді?

  7. Рефрактометрия. Молярлық рефракцияның сыну көрсеткішіне тәуелділігі.

  8. Лоренц-Лоренц теңдеуі, оның қолданылу аймағы. Осы теңдеу бойынша молярлық рефракцияны есептеудің мысалдарын келтіріңіз.

  9. Диполь. Деформациялық полярлану, мысалдар келтіріңіз.

  10. Молекула аралық өзара әрекеттесудің түрлерін айтыңыздар.



Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   118




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет