refracție Molar și stabilirea structurii moleculelor

Polarizarea electronică este numită molar (sau un mol) și refracția notate cu litera R.

Astfel, la frecvențe suficient de ridicate pentru substanțe nepolare refracția molară se calculează după cum urmează:

Modificarea vitezei luminii la trecerea de la un mediu la altul datorită interacțiunii luminii cu molecule electroni. În consecință, indicele de refracție n asociat cu R. polarizare electronică

Pe baza teoriei electromagnetice Sveta Maksvell a demonstrat că există un raport de transparent pentru substanțe nepolare:

în care n ¥ - indicele de refracție al substanței la lungimea de undă infinit, l ® ¥.

Înlocuind relația Maxwell cu formula (4.21). Obținem următoarea ecuație

Relația (4.24) este formula Lorentz - Lorenz. Aceasta leagă substanța indicele de refracție n e polarizabilitatea a particulelor sale constitutive. Ecuația (4.24) a fost obținută în 1880 de fizicianul olandez HA Lorenz și independent de fizicianul danez L. Lorenz. Formula (4.23) este util pentru substanțe chimice pure.

n indicele de refracție depinde de lungimea de undă a formulei Cauchy:

în cazul în care un - unele constante empirice.

Prin urmare, refracție și este o funcție de lungime de undă, adică, R = f (l).

De obicei, pentru a determina refracția este suficientă pentru a utiliza un indice de refracție corespunzător spectrul vizibil. Pentru linia standard, de culoare galbenă, în spectrul de sodiu a fost ales (pentru determinarea mai precisă a indicelui de refracție utilizând o lampă de sodiu ca sursă de lumină). Lungimea de undă, care corespunde liniei galbene Na, lD = 5893 A 0 = 589,3 nm. Indicele de refracție nD respectiv.

n este dependentă slab de frecvența substanțelor nepolare (sau lungime de undă).

De exemplu, benzen și

Maxwell ceea ce nu este satisfăcută pentru substanțele polare. Astfel, apa și.

În cazul în care molecula este aproximativ privită ca o sferă de rază r. apoi un »r 3,

și anume R refracția molară este egal cu volumul tuturor moleculelor. conținută într-un mol de substanță și polarizabilitatea caracterizează toți electronii conținute în 1 mol de substanță. Acesta este sensul fizic de refracție.

Dimensiunea [R] = m 3 (în unități SI), [R] = cm3 (sistem CGS).

Molar de refracție R are un număr de proprietăți, datorită căruia este utilizat pe scară largă pentru a rezolva problemele legate de structura materiei.

Luați în considerare proprietățile de refracție.

1. Refracția este practic independent de starea de agregare, temperatura, presiune. Prin urmare, aceasta poate fi considerată ca o constantă. caracteristic pentru substanță.

2. Refracția molară este o cantitate de aditiv. Proprietatea se manifestă în faptul că refracția moleculei va consta refracției ionilor, atomi, grupări atomice, obligațiuni individuale.

Astfel, substanța refracția molară poate fi calculat prin formula:

unde Ri (am) - refracție atomică;

Ri (Inc.) - refracție increment, adică termeni suplimentari pentru legături duble, triple, cicluri, etc.;

ni - numărul de atomi, cicluri de obligațiuni.

Această din urmă metodă este justificată mai mult fizic, deoarece polarizabilitatea norului de electroni aparține conexiune mai degrabă decât atomii individuali. Cu toate acestea, ambele metode conduc, de obicei, la rezultate practic identice.

Valorile refractie atomilor individuali și obligațiuni au fost obținute prin compararea valorilor experimentale ale refractia molara definit reprezentat de indici de refracție pentru diferite molecule care conțin acești atomi și obligațiuni.

3. Refracția este valoarea constitutiva. și anume R în mărime poate fi evaluată pe structura moleculelor.

Aplicarea refractie. Cu ajutorul valorilor de refracție poate rezolva multe probleme:

1. Calculul polarizabilitatea electronic și AEL raza efectivă a particulei (atom, molecula). Folosind formula lui Lorentz - Lorenz (4.24) și raportul AEL »r 3 se poate scrie:

Cu toate acestea, valoarea pentru r. calculat din formula (4.28) este corect numai la o primă aproximare.

2. Refraktsiyumozhno ispolzovatdlya valoare estimare aproximativă a momentului de dipol al moleculelor polare.

prin urmare, Por = R - R

Pe de altă parte, Por =

Ultimele două expresii obținem:

Această metodă de determinare sensul m este numai substanțe slab polare ca molecule polare interacționează. utilizare mult mai eficientă a metodei de soluții diluate de substanțe polare în solvenți nepolari, în scopul de a determina polarizarea.

3. Ecuația R1,2 = x1 x2 R1 + R2 pot fi utilizate pentru a determina compoziția componentelor amestecului și refracție. Amploarea refractie cu un grad foarte ridicat de precizie poate determina concentrația soluțiilor

în care R1 - refracția solvent;

R2 - refracție solut;

R1,2 - amestec de refracție.

4. refractie este folosit ca mod constitutiv o modalitate ușoară de a verifica dacă structura dorită a moleculelor.

La determinarea materiei, formula structurală, se procedează după cum urmează:

b) formula Lorentz - Lorenz considera R - valoarea experimentală;

c) scrierea mai multe formule structurale, empirice substanță corespunzătoare formulei se calculează pentru fiecare valoare a structurilor de refracție utilizând datele tabelare și Rat RSV;