文档介绍：华南师范大学实验报告课程名称  结构化学实验    实验项目 稀溶液法测定偶极矩  1、、(原子核及内层电子)所构成。由于空间构型的不同,其正负电荷中心可能重合,也可能不重合。前者称为非极性分子,后者称为极性分子。1912年,德拜提出“偶极矩”的概念来度量分子极性的大小,其定义是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;是一个矢量,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,趋向电场方向排列。这时称这些分子被极化了。极化的程度可以用摩尔转向极化度Pμ来衡量。Pμ与永久偶极矩μ的平方成正比,与绝对温度T成反比。②式中,k为波兹曼常数;NA为阿弗加德罗常数;T为热力学温度;μ为分子的永久偶极矩。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诱导可分为两项,即电子极化度Pe和原子极化度Pa,因此P诱导=Pe+Pa              ③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1010HZ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。P=Pμ+Pe+Pa         ④如何从测得的摩尔极化度P中分别出Pμ的贡献呢?介电常数实际上是在107HZ一下的频率测定的,测得的极化度为Pμ+Pe+Pa。若把频率提高到红外范围,分子已经来不及转向,此时测得的极化度只有Pe和Pa的贡献了。所以从按介电常数计算的P中减去红外线频率范围测得的极化,就等于Pμ,在实验上,若把频率提高到可见光范围,则原子极化也可以忽略,则在可见光范围:Pμ =P-(Pe+Pa)≈P-Pe      ⑤  、莫索和德拜从电磁场理论得到了摩尔极化度P与介电常数ε之间的关系式。⑥式中,M为被测物质的摩尔质量;ρ为该物质的密度;ε是介电常数。但式⑥是假定分子与分子间没有相互作用而推导得到的。所以它只适用于温度不大低的气相体系,对某种物质甚至根本无法获得气相状态。因袭后来就提出了用一种溶液来解决这一困难。溶液法的基本想法是,在无限稀释的非极性溶剂中,溶质分子所处的状态和气相时相近,于是无限稀释溶液中的溶质的摩尔极化度可以看作是式⑥中的P。在稀溶液中,若不考虑极性分子间相互作用和溶剂化现象,溶剂和溶质的摩尔极化度等物理量可以被认为是具有可加性。因此,式⑥可以写成:⑦式中,下标1表示溶剂;下标2表示溶质;x1表示溶剂的摩尔分数;x2表示溶质的摩尔分数;表示溶剂的摩尔极化度;表示溶质的摩尔极化度。对于稀溶液,可以假设溶液中溶剂的性质与纯溶剂相同,则⑧⑨Hedestrand首先推导出经验公式,指出在稀溶液中溶液的介电常数和密度可以表示为⑩?因此?做ε1,2-x2图,根据式⑦由直线测得斜率a,截距ε1;作ρ1,2-x2图,并根据式?由直线测得斜率b,截距ρ1,代入式?,即?根据测量的溶液折射率n1,-x2,由斜率求出c,就可以按照式?计算出Pe。。如果在电容器的两个板间充以某种电解质,电容器的电容量就会增大。如果维持极板上的电荷量不变,那么充电解质的电容器两板间电势差就会减少。设C0为极板间处于真空时的电容量,C为充以电解质时的电容量,则C与C0的比值ε称为该电解质的介电常数:ε=           ?法拉第在1837年就解释了这一现象,认为这是由于电解质在电场中极化而引起的。极化作用形成一个反向电场,因而抵消了一部分外加电场。测定电容的方法一般有电桥法、拍频法和谐振法,后两者为测定介电常数所常用,抗干扰性能好,精度高,但仪器价格昂贵。本实验中采用电桥法。实际所测得的电容C'样品包括了样品的电容C样品和电容池的分布电容Cx两部分,即C'样品=C样品+Cx         ?对于给定的电容池,必须先测出其分布电容Cx。可以先测出以空气为介质的电容,记为C'空,再用一种已知介电常数的标准物质,测得其电容