实验二十九偶极矩的测定 1目的要求 (1)用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩 (2)了解偶极矩与分子电性质的关系 (3)掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术。 2基本原理 (1)偶极矩与极化度:分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电 子)所构成。由于其空间构型的不同,其正负电荷中心可以是重合的,也可以不重合。前者称 为非极性分子,后者称为极性分子 b 图18-1电偶极矩示意图 图18-2极性分子在电场作用下的定向 1912年德拜提出“偶极矩”μ的概念来度量分子极性的大小,如图18-1所示,其 定义是=q·d (18-1) 式中,q是正负电荷中心所带的电量;d为正负电荷中心之间的距离;是一个向量,其方 向规定为从正到负。因分子中原子间的距离的数量级为100m,电荷的数量级为102C,所 以偶极矩的数量级是10-30C·m 通过偶极矩的测定,可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性,可以用来 鉴别几何异构体和分子的立体结构等 极性分子具有永久偶极矩,但由于分子的热运动,偶极矩指向某个方向的机会均等。所 以偶极矩的统计值等于零。若将极性分子置于均匀的电场E中,则偶极矩在电场的作用下, 如图Ⅱ-292所示趋向电场方向排列。这时我们称这些分子被极化了。极化的程度可用摩尔转 向极化度P转向来衡量 P转向与永久偶极矩的值成正比,与绝对温度T成反比。 P转向=43KT KT (18-2) 式中:K为玻兹曼常数,N为阿伏加德罗常数。 在外电场作用下,不论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, 分子骨架也会发生形变。这称为诱导极化或变形极化。用摩尔诱导极化度P诱导来衡量。显 然P诱导可分为二项,即电子极化度P电子和原子极化度P原子,因此P诱导=P电子+P原 子。P诱导与外电场强度成正比,与温度无关 如果外电场是交变场,极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。当处于频率小于 1010s1的低频电场或静电场中,极性分子所产生的摩尔极化度P是转向极化、电子极化和原 子极化的总和实验二十九 偶极矩的测定 1 目的要求 (1) 用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。 (2) 了解偶极矩与分子电性质的关系。 (3) 掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术。 2 基本原理 (1) 偶极矩与极化度：分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电 子)所构成。由于其空间构型的不同，其正负电荷中心可以是重合的，也可以不重合。前者称 为非极性分子，后者称为极性分子。 图 18-1 电偶极矩示意图 图 18-2 极性分子在电场作用下的定向 1912 年德拜提出“偶极矩”  的概念来度量分子极性的大小，如图 18-1 所示，其 定义是 (18-1) 式中， q 是正负电荷中心所带的电量； 为正负电荷中心之间的距离；   是一个向量，其方 向规定为从正到负。因分子中原子间的距离的数量级为 10-10m，电荷的数量级为 10-20C，所 以偶极矩的数量级是 10-30C·m。 通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性，可以用来 鉴别几何异构体和分子的立体结构等。 极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热运动，偶极矩指向某个方向的机会均等。所 以偶极矩的统计值等于零。若将极性分子置于均匀的电场 E 中，则偶极矩在电场的作用下， 如图Ⅱ-29-2 所示趋向电场方向排列。这时我们称这些分子被极化了。极化的程度可用摩尔转 向极化度 P 转向来衡量。 与永久偶极矩 的值成正比，与绝对温度 T 成反比。 KT P N 4 3 3 2    转向 =  KT N    =  9 4 (18-2) 式中： K 为玻兹曼常数， N 为阿伏加德罗常数。 在外电场作用下，不论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， 分子骨架也会发生形变。这称为诱导极化或变形极化。用摩尔诱导极化度 P 诱导来衡量。显 然 P 诱导可分为二项，即电子极化度 P 电子和原子极化度 P 原子，因此 P 诱导=P 电子+P 原 子。P 诱导与外电场强度成正比，与温度无关。 如果外电场是交变场，极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。当处于频率小于 1010s -1 的低频电场或静电场中，极性分子所产生的摩尔极化度 P 是转向极化、电子极化和原 子极化的总和。  = q  d  d P转向 2  p b − b +