文档介绍：用小电容测量仪测偶极矩【实验目的】、方法和计算。、折射仪的使用。,了解偶极矩与分子电性质的关系。【实验原理】,但因空间构型的不同,正负电荷中心可能重合,也可能不重合,前者为非极性分子,后者称为极性分子,分子极性大小用偶极矩μ来度量,其定义为μ=gd                 (1)式中,g为正、负电荷中心所带的电荷量;d是正、负电荷中心间的距离。偶极矩的SI单位是库米(C·m)。而过去****惯使用的单位是德拜(D),1D=×10-30C·m。若将极性分子置于均匀的外电场中,分子将沿电场方向转动,同时还会发生电子云对分子骨架的相对移动和分子骨架的变形,称为极化。极化的程度用摩尔极化度P来度量。P是转向极化度(P转向)、电子极化度(P电子)和原子极化度(P原子)之和,P=P转向+P电子+P原子      (2)其中,                                  (3)式中,NA为阿佛加德罗(Avogadro)常数;K为玻耳兹曼(Boltzmann)常数;T为热力学温度。由于P原子在P中所占的比例很小,所以在不很精确的测量中可以忽略P原子,(2)式可写成P=P转向+P电子         (4)只要在低频电场(ν<1010s-1)或静电场中测得P;在ν≈1015s-1的高频电场(紫外可见光)中,由于极性分子的转向和分子骨架变形跟不上电场的变化,故P转向=0,P原子=0,所以测得的是P电子。这样由(4)式可求得P转向,再由(3)式计算μ。通过测定偶极矩,可以了解分子中电子云的分布和分子对称性,判断几何异构体和分子的立体结构。,然后外推到无限稀释。因为在无限稀的溶液中,极性溶质分子所处的状态与它在气相时十分相近,此时分子的偶极矩可按下式计算:        (5)式中,P∞2和R∞2分别表示无限稀时极性分子的摩尔极化度和摩尔折射度****惯上用摩尔折射度表示折射法测定的P电子);T是热力学温度。    本实验是将正丁醇溶于非极性的环己烷中形成稀溶液,然后在低频电场中测量溶液的介电常数和溶液的密度求得P∞2;在可见光下测定溶液的R∞2,然后由(5)式计算正丁醇的偶极矩。(1)极化度的测定无限稀时,溶质的摩尔极化度P∞2的公式为                   (6) 式中,ε1、ρ1、M1分别是溶剂的介电常数、密度和相对分子质量,其中密度的单位是g·cm-3;M2为溶质的相对分子质量;α和β为常数,可通过稀溶液的近似公式求得:                (7)                      (8)式中,ε溶和ρ溶分别是溶液的介电常数和密度;x2是溶质的摩尔分数。无限稀释时,溶质的摩尔折射度R∞2的公式为          (9)式中,n1为溶剂的折射率;γ为常数,可由稀溶液的近似公式求得:                        (10)式中,n溶是溶液的折射率。其中α、γ分别根据ε12~x2、n12~x2作图求出。本实验中,取β=0(2)介电常数的测定介电常数是通过测定电容,计算而得到。按定义(11)其中C0是以真空为介质的电容,C