
【化】 molar polarization
mol
【化】 mole
【化】 polarization
【醫】 polarization; polarize
consideration; tolerance; degree; limit; linear measure; surmise; estimate
extent
【計】 degrees; k.w.h.
【化】 dimension; kilowatt hour
【醫】 Deg.; degree
【經】 degree
摩爾極化度(Molar Polarization)是物理化學中描述物質在電場作用下極化特性的重要參數,指單位物質的量(1摩爾)的物質在電場中感應出的偶極矩總和。其定義為分子極化率(α)與阿伏伽德羅常數(Nₐ)的乘積,即:
$$
P_m = frac{4}{3}pi N_Aalpha
$$
該公式反映了分子在電場中電子雲變形(電子極化)和原子核相對位移(原子極化)的綜合響應能力。
介電行為關聯
摩爾極化度與物質的介電常數(εᵣ)直接相關,通過Clausius-Mossotti方程建立聯繫:
$$
P_m = frac{varepsilon_r - 1}{varepsilon_r + 2} cdot frac{M}{rho}
$$
其中M為摩爾質量,ρ為密度。此關系式常用于通過測量介電常數推算分子極化率。
分子結構分析
非極性分子的摩爾極化度僅包含電子極化(Pₑ)和原子極化(Pₐ),而極性分子還需考慮取向極化(Pₒ)。通過測量不同溫度下的P_m值,可分離出永久偶極矩(μ)對極化的貢獻:
$$
P_m = P_e + P_a + frac{4pi N_Amu}{9kT}
$$
此方法被廣泛用于分子偶極矩的實驗測定。
該參數在材料介電性能設計、分子光譜分析及溶液理論中具有基礎性作用,其理論框架由德拜(Debye)、昂薩格(Onsager)等學者系統建立。
摩爾極化度是描述物質在電場中被極化程度的物理量,具體指單位物質的量(1摩爾)的分子在電場中産生的總極化效應。以下是詳細解釋:
摩爾極化度((P))由三部分構成:
總摩爾極化度公式為: $$ P = P{text{定向}} + P{text{電子}} + P_{text{原子}} $$
對于極性分子,轉向極化度與偶極矩((mu))的關系為: $$ P_{text{定向}} = frac{4pi N_A mu}{9kT} $$ 其中,(N_A)為阿伏伽德羅常數,(k)為玻爾茲曼常數,(T)為熱力學溫度()。
通過測量低頻電場下的總極化度和高頻電場下的誘導極化度(電子+原子),兩者相減可得轉向極化度,進而計算偶極矩()。
主要用于研究分子極性、結構分析(如溶液法測定偶極矩),以及材料介電性質的表征()。
如需更完整的實驗公式或應用案例,可參考、8等來源。
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