文档介绍：偶极矩的测定XXX中国科学技术大学材料科学与工程系,合肥联系人Email:XXX摘要:本实验通过溶液法测定正丁醇偶极矩。通过测定不同浓度正丁醇的环己烷稀溶液的折射率、密度、介电常数,利用外推法得到一系列数据,从而计算得到正丁醇分子的偶极矩。关键词:偶极矩溶液法外推法正丁醇极性分子ABSTRACT:Inthisexperiment,,:DipolemomentButanolSolutionmethodextrapolationPolarmolecule前言偶极矩是分子结构的重要参数,在无机化学、分析化学、有机化学、物理化学中都有涉及。它对判断分子的空间结构,了解分子中的电荷分布、极性、对称性有重要作用。分子结构可以被看成是由电子和分子骨架所构成。由于其空间构型不同其正负电荷中心可以重合,也可以不重合,前者称为非极性分子,后者称为极性分子,分子的极性可用偶极矩μ=q?r来表示。式中r是两个电荷中心间距矢量,方向是从正电荷指向负电荷。q为电荷量,×10?10CGSE,而分子中原子核间距为1?=10?8cm的量级,所以偶极矩的量级为:μ=×10?10×10?8=×10?18CGSE×cm=,即1Debye=10?18CGSE×cm。电介质分子处于电场中,电场会使非极性分子的正负电荷中心发生相对位移而变得不重合,电场也会使极性分子的正负电荷中心间距增大这样会使分子产生附加的偶极矩(诱导偶极矩)。这种现象称为分子的变形极化。如将电介质置于交变电场中,则其极化和电场变化的频率有关。交变电场的频率小于1010秒?1时,极性分子的摩尔极化度P中包含了电子原子和取向的贡献。当频率增加到1012-1014秒?1时,电场的交变周期小于分子偶极矩的松弛时间,极性分子的取向运动跟不上电场的变化,这时极性分子来不及沿电场取向,故PO=0。当交变电场的频率进一步增加到大于1015秒?1高频场时,分子的取向和分子骨架的变形都跟不上电场的变化,这时的摩尔极化度称为摩尔折射度R。这样我们用交变频率为1000HZ的交流电桥测出电容池中各浓度下溶液的电容,用此电容除以真空下电容池的电容即得介电常数。用阿贝折射仪测出可见光下各溶液的折射率,再用分析天平测出各溶液的密度,可定出α、β、γ,而后算出P∞和R∞,进而算出分子的永久偶极矩μ。1实验部分(i)(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)环已烷(分析纯,国药集团化学试剂有限公司)(ii)(上海申光仪器仪表有限公司)PCM-1A型精密电容测量仪(南京南大万和科技有限公司)CP323S型分析天平HK-2A型超级恒温水浴(南京南大万和科技有限公司)容量瓶(25毫升)6只密度仪电吹风一只电容池一只(iii)%、1%、5%、10%和15%(摩尔分数