稀溶液法測定偶極矩實驗報告

1、稀溶液法測定偶極矩稀溶液法測定偶極矩【實驗目的】(1)掌握溶液法測定偶極矩的主要實驗技術(shù)。(2)了解偶極矩與分子電性質(zhì)的關(guān)系。(3)測定正丁醇的偶極矩?！緦嶒炘怼开?1)偶極矩與極化度分子結(jié)構(gòu)可以近似地看成是由電子云和分子骨架(原子核及內(nèi)層電子)所構(gòu)成。由于空間構(gòu)型的不同，其正負電荷中心可以是重合的，也可以不重合。前者稱為非極性分子，后者稱為極性分子。圖1電偶極矩示意圖圖2極性分子在電場作用下的定向1912年德拜提出“偶極矩”的

2、概念來度量分子極性的大小，如圖1所示，?其定義是①式中，q是正負電荷中心所帶的電量；d為正負電荷中心之間的距離；是一個向量，??其方向規(guī)定為從正到負。因分子中原子間的距離的數(shù)量級為1010m，電荷的數(shù)量級為1020C，所以偶極矩的數(shù)量級是1030Cm。通過偶極矩的測定，可以了解分子結(jié)構(gòu)中有關(guān)電子云的分布和分子的對稱性，可以用來鑒別幾何異構(gòu)體和分子的立體結(jié)構(gòu)等。極性分子具有永久偶極矩，但由于分子的熱運動，偶極矩指向某個方向的機會均等。

3、所以偶極矩的統(tǒng)計值等于零。若將極性分子置于均勻的電場E中，則偶極矩在電場的作用下，如圖2所示趨向電場方向排列。這時我們稱這些分子被極化了。極化的程度可用摩爾轉(zhuǎn)向極化度Pμ來衡量。Pμ與永久偶極矩的μ的平方成正比，與絕對溫度T成反比。dq????p?b?b在稀溶液中，若不考慮極性分子間相互作用和溶劑化現(xiàn)象，溶劑和溶質(zhì)的摩爾極化度等物理量可以被認為是具有可加性。因此，式③可以寫成：2211122211212121ρxMxM＋2ε＋1εPx

4、PxP????，，，④式中，下標1表示溶劑；下標2表示溶質(zhì)；x1表示溶劑的摩爾分數(shù)；x2表示溶質(zhì)的摩爾分數(shù)；1P表示溶劑的摩爾極化度；2P表示溶質(zhì)的摩爾極化度。對于稀溶液，可以假設溶液中溶劑的性質(zhì)與純?nèi)軇┫嗤瑒t1111011ρM＋2ε＋1ε??PP⑤20112121212＋xxPxPxPPP???，，⑥Hedestr首先推導出經(jīng)驗公式，指出在稀溶液中溶液的介電常數(shù)和密度可以表示為2121axεε??，⑦2112bxρρ??⑧因此???