文档介绍：溶液法测定极性分子的偶极矩
一、 用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩
二、 了解偶极矩与分子电性质的关系
三、 掌握溶液法测定偶极矩的实验技术
I
一、偶极矩与极化度
分子结构可以近似地被石成是由电子。测定 原子
极性分子的电子极化度P 。
电子
根据光的电磁理论，在同一频率的髙频电场作用下，透明物质的介电常数£与折光率n
8)<br****惯上用摩尔折射度R2来表示髙频区测得的极化度，因为此时P转向
0，
P电子=0，则
R = P = -—
2 电子 n2 + 2 p
9)
在稀溶液情况下也存在近似公式
n = n 1+y x ）
溶 1 2
同样，从（9）式可以推导得无限稀释时溶质的摩尔折射度的公式
n 2 -1 M -p M 6n 2M y
=lim R =—1 - 2 1 + f——匸——
xpo 2 n 2 + 2 p f 2 + 2 仏 p
1 1 1 1
式中，n是溶液的折光率，n〕是溶剂的折光率，y是与n — x直 溶 1 溶 2
P = R 8
电子 2
上述（10）、（11） 线斜率有关的常数。
10)
11)
的关系为
三、偶极矩的测定
考虑到原子极化度通常只有电子极化度的5%〜10%，而且P 又比P 大得多，故 转向 电子
常常忽视原子极化度。
从（2）、（3）、（7）和（11）式可得
4 a 2
12)
P = P 8 — R 8 =兀L
转向 2 2 9 kT
上式把物质分子的微观性质偶极矩和它的宏观性质介电常数、密度和折射率联系起来
分子的永久偶极矩就可用下面简化式计算 f 、
a = 10-30 'P8 -R8T C-m （13）
2 2
在某种情况下，若需要考虑P 影响时，只需对R8作部分修正就行了。
电子 2
上述测求极性分子偶极矩的方法称为溶液法。溶液法测得的溶质偶极矩与气相测得的 真实值间存在偏差，造成这种现象的原因是非极性溶剂与极性溶质分子相互间的作用 ―“溶剂化”作用，这种偏差现象称为溶液法测量偶极矩的“溶剂效应”。罗斯
（Ross） 和萨克(Sack )等人曾对溶剂效应开展了研究，并推导出校正公式，有兴趣的读者可阅读 有关参考资料。
此外，测定偶极矩的实验方法还有多种，如温度法、分子束法、分子光谱法以及利用 微波谱的斯塔克法等，这里就不一一介绍了。
四、介电常数的测定 介电常数是通过测量电容计算而得到的。
测量电容的方法一般有电桥法、拍频法和谐振法。后两者抗干扰性能好、精度高，但 仪器价格较贵。本实验采用电桥法，选用CC — 6型小电容测量仪，将其与复旦大学科教仪器 厂生产的电溶池配套使用。
电容池两极间真空时和充满某物质时电容分别为C。和Cx，则某物质的介电常数£与电 容的关系为
£C
£ == x (14)
£C
00
式中£ 和£ 分别为真空和该物质的电容率。
0x
当将电容池插在小电容测量仪上测量电容时，实际测量所得的电容应是电容池两极间 的电容和整个测试系统中的分布电容C并联构成。C是一个恒定值，称为仪器的本底值，在 cl cl
测量时应予扣除，否则会引进误差，因此必须先求出本底值C,并在以后的各次测量中予以 cl 扣除。