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基本介绍

  同属于AB2型分子,CO2的μ=0,可以判断它是直线型的;H2S的μ≠0,可判断它是折线型的。可以用偶极矩表示极性大小。键偶极矩越大,表示键的极性越大;分子的偶极矩越大,表示分子的极性越大。

说明

  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(Debye.德拜)

偶极矩的测定

偶极矩与极化度

  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=g·d .......①

  式中,g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)和原子极化度(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(ν)或静电场中测得P;在ν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。

溶液法测定偶极矩

  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;在可见光下测定溶液的摩尔折射度,然后计算正丁醇的偶极矩。

  实验装置如右上图:左边是精密电容测量仪;中间是电容池;右边是阿贝折射仪。

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