介电常数（偶极矩）㊣精品文档值得下载

分子的定向运动和分子骨架变形都跟不上电场的变化，此时。

因此，原则上只要在低频电场下测得极性分子的摩尔极化度，在红外频率下测得极性分子的摩尔诱导极化度诱导，两者相减得到极性分子的摩尔定向极化度，带入式，即可算出其永久偶极矩。

因为只占诱导中，而实验时由于条件的限制，般总是用高频电场来代替中频电场。

所以通常近似的把高频电场下测得的摩尔极化度当作摩尔诱导偶极矩。

极化度和偶极矩的测定对于分子间相互作用很小的体系，从电磁理论推得摩尔极化度于介电常数ε之间的关系为式中为摩尔质量，为密度。

上式是假定分子间无相互作用而推导出的，只适用于温度不太低的气相体系。

但测定气相介电常数和密度在实验上困难较大，所以提出溶液法来解决这问题。

溶液法的基本思想是在无限稀释的非极性溶剂的溶液中，溶质分子所处的状态和气相时相近，于是无限稀释溶液中溶质的摩尔极化度就可看作为上式中的，即式中ε为溶剂的介电常数，摩尔质量和密度，为溶质的摩尔质量。

为两常数，可由下面两个稀溶液的近似公式求出根据光的电磁理论，在同频率的高频电场的密度为以作图，从直线斜率求得。

介电常数的测定的测定测空气和苯的电容空和苯，由ε苯算出实验温度时苯的介电常数ε标，代入公式ε标空标ε标求得。

用吸耳球将电容池样品室吹干，并将电容池与电容测定仪连接线接上，在量程选择键全部弹起的状态下，开启电容测定仪工作电源，预热分钟，用调零旋钮调零，然后按下键，待数显稳定后记下，此即是空。

用移液管量取苯注入电容池样品室，然后用滴管逐滴加入样品，至数显稳定后记下，此即是苯。

注意样品不可以多加，样品过多会腐蚀密封材料渗入恒温腔，试验无法正常进行。

然后用注射器抽去样品室内样品，再用吸耳球吹扫，至数显得数字与空的值相差无几，，否则需再吹。

溶液电容的测定按上述方法分别测定各浓度溶液的溶液，每次测溶液后均需复测空，以检验样品室是否还残留样品。

测溶液，则溶液溶液求介电常数。

由以作图，从其斜率求出。

五数据记录与处理温度空气空密度公式适用温度ε苯ε标空标ε标溶液溶液样品号三氯甲烷摩尔分数密度折射率电容分布电容电容介电常数号样品为纯苯作图，由直线斜率求值。

作图，由直线斜率求值。

作图，由直线斜率求值。

由值，求算，∞。

由值，求算，∞。

由，∞，∞求算三氯甲烷的永久偶极矩。

文献值允许六实验注意事项苯三氯甲烷易挥发，配制溶液时动作应迅速，以免影响浓度。

本实验溶液中防止含有水分，所配制溶液的器具需干燥，溶液应透明不发生浑浊。

测定电容时，应防止溶液的挥发及吸收空气中极性较大的水汽，影响测定值。

电容池个部件的连接应注意绝缘。

七讨论从偶极矩的数据可以了解分子的对称性，判别其几何异构体和分子的主体结构等问题。

偶极矩般是通过测定介电常数密度折射率和浓度来求算的。

对介电常数的测定除电桥法外，其他还有拍频法和谐振法等。

对气体和电导很小的液体以拍频法为好，有相当电导的液体用谐振法较为合适对于有定电导但不大的液体用电桥大法较为理想。

溶液法测得的溶质偶极矩和气相测得的真空值之间存在着偏差，造成这种偏差现象主要是由于在溶液中存在有溶质分子与溶剂分子以及溶剂分子与溶剂分子间作用的溶剂效应。

八思考题准确测定溶质摩尔极化度和摩尔折射度时，为什么要外推至无限稀释测定气相介电常数和密度在实验上困难较大，所以提出溶液法来解决这问题，但在溶液中存在有溶质分子与溶剂分子以及溶剂分子与溶剂分子间作用的溶剂效应。

溶液法的基本思想是在无限稀释的非极性溶剂的溶液中，溶质分子所处的状态和气相时相近，于是无限稀释溶液中溶质的摩尔极化度就可看作。

试分析实验中引起误差的因素，如何改进参考文献南京大学出版社物理化学实验复旦大学物化实验山东大学物化实验南京南大万和科技有限公司官方网站偶极矩的测定实验目的用溶液法测定的偶极矩了解介电常数法测定偶极矩的原理掌握测定液体介电常数的实验技术二基本原理偶极矩与极化度分子结构可近似地被看成是由电子云和分子骨架原子核及内层电子所构成的，分子本身呈电中性，但由于空间构型的不同，正负电荷中心可重合也可不重合，前者称为非极性分子，后者称为极性分子。

分子极性大小常用偶极矩来度量，其定义为其中是正负电荷中心所带的电荷，为正负电荷中心间距离，为向量，其方向规定为从正到负。

因分子中原子间距离的数量级为，电荷数量级为，所以偶极矩的数量级为。

极性分子具有永久偶极矩。

若将极性分子置于均匀的外电场中，则偶极矩在电场的作用下会趋向电场方向排列。

这时我们称这些分子被极化了。

极化的程度可用摩尔定向极化度来衡量。

与永久偶极矩平方成正比，与热力学温度成反比式中为玻尔兹曼常数，为阿伏加德罗常数。

在外电场作用下，不论是极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也会发生变形，这种现象称为诱导极化或变形极化，用摩尔诱导极化度诱导来衡量。

显然，诱导可分为两项，为电子极化和原子极化之和，分别记为和，则摩尔极化度为对于非极性分子，因，所以外电场若是交变电场，则极性分子的极化与交变电场的频率有关。

当电场的频率小于的低频电场或静电场下，极性分子产生的摩尔极化度是定向极化电子极化和原子极化的总和，即。

而在电场频率为的中频电场下红外光区，因为电场的交变周期小，使得极性分子的定向运动跟不上电场变化，即极性分子无法沿电场方向定向，则。

此时分子的摩尔极化度。