百韵网 >>  正文

电子有偶极矩吗,如何测量? 如何判断偶极矩是否为0?

来源:www.baiyundou.net   日期:较早时间

我们将正、负电荷中心间的距离 d和电荷中心所带电量 q的乘积,叫做偶极矩(dipole moment),数学表达式为 μ= q d。它是一个矢量,方向规定为从正电中心指向负电中心。偶极矩的单位是D(德拜)。根据讨论的对象不同,偶极矩可以指键偶极矩,也可以是分子偶极矩。分子偶极矩可由键偶极矩经矢量加法后得到。实验测得的偶极矩可以用来判断分子的空间构型。两个电荷中,一个 电荷的 电量与这两个电荷间的距离的乘积。可用以表示一个分子中 极性的大小。如果一个 分子中的 正电荷与 负电荷排列不对称,就会引起电性不对称,因而分子的一部分有较显著的阳性,另一部分有较显著的阴性。这些分子能互相吸引而成较大的分子。例如 缔合分子的形成,大部分是由于 氢键,小部分就是由于偶极矩。 偶极矩用 μ表示, μ= q d,单位为D(德拜,debye)。分子呈电中性,但因空间构型的不同,正负电荷中心可能重合,也可能不重合。前者称为 非极性分子,后者称为极性分子,分子极性大小用偶极矩μ来度量,偶极矩定义为: μ= qd ……

(1) 式中, q为正、负电荷中心所带的 电荷量; d是正、负电荷中心间的距离。偶极矩的SI单位是库仑·米(C·m)。 若将 极性分子置于均匀的外电场中,分子将沿 电场方向转动,同时还会发生电子云对分子骨架的相对移动和分子骨架的变形,称为极化。极化的程度用 摩尔 极化度 P来度量。 P是转向极化度 P 转向、电子极化度 P 电子与 原子极化度 P 原子之和: P= P 转向+ P 电子+ P 原子 ……

(2) 由于 P 原子在 P中所占的比例很小,所以在不很精确的测量中可以忽略 P 原子,则(2)式可写成: P= P 转向+ P 电子。只要在低频电场 V或 静电场中测得 P;在 V的高频电场(紫外可见光)中,由于极性分子的转向和分子骨架变形跟不上电场的变化,故 P 转向=0。 P 原子=0,所以测得的是 P电子。这样可求得 P 转向,再计算 μ。 通过测定偶极矩,可以了解分子中 电子云的分布和分子对称性,判断 几何异构体和分子的 立体结构。



至于如何测量——不知道有没有听说过NMR?听说过的话就好办。NMR是针对核自旋进行的测量。对于未成对电子,我们也可以进行类似的测量。这就是EPR。这里的EPR不是Einstein–Podolsky–Rosen佯谬,而是“电子顺磁共振”的意思。可能是为了避免歧义,EPR现在一般又称作“ESR”,也就是“电子自旋共振”的意思。由于绝大部分分子的电子都是配对的,ESR/EPR一般不像NMR一样可以作为常规表征手段。但是对于自由基或者某些活性中间体的检测,ESR/EPR是不可或缺的,既然没有说一定是“电偶极矩”,那么我们可以放心地说,“电偶极矩”不知道,“磁偶极矩”一定有。因为电子是自旋1/2的粒子,自旋不为零那磁偶极矩自然也不为零啦。



如果能确定电子有电偶极矩,那就说明电子存在内部结构,不过现在还没有证实电子有内部结构,所以电子一直被看作点粒子,这样的话应该没有电偶极矩。但是电子有磁偶极矩,因为电子有自旋,磁偶极矩与自旋角动量成正比。我突然想到一个问题,有没有可能一个基本粒子本身就是一个偶极子呢?如果一个基本粒子(点状粒子,没有内部结构)本身就是一个偶极子(电偶极子或磁偶极子),但是不带电,这样的基本粒子如果存在的话,会有什么性质。



如何判断偶极矩是否为0?~

偶极距的定义是p等于ql,p是偶极距,q是电荷,l为两电荷间的距离,而看看该分子是否具有对称中心,如果没有对称中心则必有偶极距即不为0。
例如水分子它的两个氢可以等价一个正电荷,等价的位置在两氢的中点,一个氧等价一个负电荷,因为水是角型结构,所以正负中心不重合,所以有偶极距。否则则没有偶极距即为0。

拓展资料:测量方法:溶液法是测量偶极矩的一种简便易行的方法,它利用了稀溶液的电容、密度、和折射率与溶质摩尔分数的线形关系。
实验中通过测量宏观实际量来推算出理想状态下无穷量,测出某一温度下溶液和纯溶剂的这三个物理量,就可以得到溶质分子的偶极矩。
将正、负电荷中心间的距离d和电荷中心所带电量q的乘积,叫做偶极矩,数学表达式为μ=qd。它是一个矢量,方向规定为从正电中心指向负电中心。偶极矩的单位是D(德拜)。根据讨论的对象不同,偶极矩可以指键偶极矩,也可以是分子偶极矩。分子偶极矩可由键偶极矩经矢量加法后得到。实验测得的偶极矩可以用来判断分子的空间构型。
偶极矩的SI单位是C·m(库仑·米)。但传统上用于度量化学键的偶极矩的单位是德拜,符号D。这是由于电子电荷e=1.6022×10-19C,而键偶极矩的电量q的数量级为10-10esu,esu是静电单位的符号,1esu=3.335×10-10C,键偶极矩的长度l的数量级为10-8,两者相乘的数量级为10-18esu·cm,因而得到化学键的偶极矩单位——德拜,1D=10-18esu·cm。
偶极矩 百度百科

两端的电负性差距越大,偶极矩越大。
如果给分子的每个化学键和基团指定适当的偶极矩,则分子的偶极矩近似等于它的各个键偶极矩和基团偶极矩的矢量和。
例如CH3Cl的偶极矩近似等于三个C—H键偶极矩和一个C—Cl键偶极矩的矢量和,或者一个CH3基团偶极矩和一个C—Cl键偶极矩的矢量和。顺式异构体的偶极矩不等于零,对称的反式异构体偶极矩为零。


偶极矩测量方法:
溶液法是测量偶极矩的一种简便易行的方法,它利用了稀溶液的电容、密度、和折射率与溶质摩尔分数的线形关系。
实验中通过测量宏观实际量来推算出理想状态下无穷量,测出某一温度下溶液和纯溶剂的这三个物理量,就可以得到溶质分子的偶极矩。偶极矩常用来判断分子的空间构型。可以判断分子内原子排列的几何形状,化学键之间的角度,而且在有机化学理论上也很重要。
以上内容参考百度百科——偶极矩

相关要点总结:

14770758560:电子有偶极矩吗?如何测量?
韩毓答:在讨论非电中性的系统,例如质子的电偶极矩时,则与参考点的选择有关。在这种情况下,通常把参考点规定为系统的质量中心,而不是任意一个点。这个规定保证了电偶极矩是系统的一个固有的性质。

14770758560:电子有偶极矩吗?
韩毓答:§像电子、质子一类的基本粒子会因自旋而产生磁矩。每一种基本粒子的内禀磁矩的大小都是常数,可以用理论推导出来,得到的结果也已经通过做实验核对至高准确度。§ §例如,电子磁矩的测量值是−9.284764×10焦耳/特斯拉。磁矩的方向完全决定于粒子的自旋方向(电子磁矩的测量值是负值,这意味着电子...

14770758560:偶极矩的测定
韩毓答:分子的偶极矩可有几种方法获得,但较常用的方法是从分子的介电常数计算得到。在测量介电常数时,将待测物置于电容池的两极板间。若待测物质的分子具有偶极,在电场的作用下,它们将发生定向排列,以降低电场强度,并使电容增加。 (19.14) 式中Co--两平板电极间的真空电容;C--两平板电极间装有待测物质时的电容。其...

14770758560:测量偶极距的方法有哪些?
韩毓答:在高于熔点的某一温度下,通过测量不同电压下原子气体的电极化率来测量原子的永久电偶极矩.这是一种直接测量方法且实验装置相对简单.该方法能精确测出电容器内原子气体的密度,从而可以对原子永久电偶极矩进行精确测量,并能确定误差范围.解决了国际上迄今未能解决的测量难题....

14770758560:偶极距怎么判定
韩毓答:偶极矩是一个矢量,既有数量又有方向,其方向是从正极到负极。因为电子的电量等于1.6 ×10(-19) (库仑).已知偶极矩的数值,可以求出偶极长度,即正负电荷中心间的距离 ,两个中心间的距离和分子的直径有相同的数以万计量级,即10的负10方米,所以偶极距的大小数量级为10(-30)C.m(库米 ...

14770758560:偶极矩的偶极矩测定
韩毓答:通过测定偶极矩,可以了解分子中电子云的分布和分子对称性,判断几何异构体和分子的立体结构。 所谓溶液法就是将极性待测物溶于非极性溶剂中进行测定,然后外推到无限稀释。本实验是将正丁醇溶于非极性的环己烷中形成稀溶液,然后在低频电场中测量溶液的介电常数和溶液的密度求得摩尔极化度;在可见光下...

14770758560:怎么判断有没有偶极矩?
韩毓答:因为水是角型结构,所以正负中心不重合,所以有偶极距。否则则没有偶极距。可以通过结构,来判断是否有偶极矩,作用力为零,没有偶极矩 水和硫化氢一样角型结构,有偶规矩 NCl3分子具有三角锥结构,有偶极矩 BF3分子为平面正三角形分子。 没有偶极矩 磷化氢结构和氨气是一样的,三角锥形,有偶极矩 ...

14770758560:偶极矩的大小怎么判断
韩毓答:偶极矩是物理学中的重要性质,常用来判断分子的空间构型。可以判断分子内原子排列的几何形状,化学键之间的角度,而且在有机化学理论上也很重要。测量方法:溶液法是测量偶极矩的一种简便易行的方法,它利用了稀溶液的电容、密度、和折射率与溶质摩尔分数的线形关系。实验中通过测量宏观实际量来推算出理想...

14770758560:如何求偶极矩?
韩毓答:偶极矩的计算公式为μ=q·d,μ表示偶极矩,q表示电荷量,d表示电荷之间的距离。若电荷之间的距离增大,偶极矩的大小也会增大。3、数值范围:偶极矩的数值较小,数量级约为10^-30库仑·米(C·m)。这是因电子的电量为1.6×10^-19库仑(C),而偶极矩的大小是电荷量和距离的乘积。4、方向:...

14770758560:如何判断偶极矩大小?
韩毓答:实验中通过测量宏观实际量来推算出理想状态下无穷量,测出某一温度下溶液和纯溶剂的这三个物理量,就可以得到溶质分子的偶极矩。偶极矩常用来判断分子的空间构型。可以判断分子内原子排列的几何形状,化学键之间的角度,而且在有机化学理论上也很重要。以上内容参考百度百科——偶极矩 ...

(编辑:本站网友)
相关推荐
关于我们 | 客户服务 | 服务条款 | 联系我们 | 免责声明 | 网站地图
@ 百韵网