Cтраница 4
Значения дипольных моментов дают информацию о строении молекул и, кроме того, часто используются для проверки того, насколько верно вычислены молекулярные орбнтали. На практике знание величин дипольных моментов необходимо, например, для подбора подходящего растворителя для данного твердого вещества, так как способность растворителя разрушать ионные кристаллы связана с его способностью сольватировать ионы и уменьшать электростатическое взаимодействие, удерживающее ионы в кристалле. Роль полярных молекул растворителя двойная. Во-первых, один конец диполя молекулы растворителя может электростатически притягиваться к иону противоположного знака, и это уменьшает энергию иона. Во-вторых, в растворе уменьшается сила кулоновского взаимодействия между ионами. Это достигается следующим образом. Когда два иона находятся в вакууме на расстоянии R друг от друга, потенциальная энергия их взаимодействия пропорциональна s R, где SQ - диэлектрическая проницаемость вакуума ( 8.854 10 Дж Кл м); однако, когда оии помещены в растворитель, энергия уменьшается до l / 4TiS ( sR, где s - относительная ( если принять SQ за единицу) диэлектрическая проницаемость растворителя. Величина s частично определяется дипольным моментом растворителя, и может оказать большое влияние на силу кулоновского взаимодействия. Например, вода имеет s78; это значит, что кулоновское взаимодействие в воде уменьшается почти на два порядка по сравнению с вакуумом. [46]
В одной из предыдущих глав мы рассмотрели поведение проводников, в которых заряды под влиянием электрического поля свободно текут в такие участки, что поле внутри проводника обращается в нуль. Когда изолятор целиком заполняет пространство между пластинами, емкость возрастает в к раз, причем к зависит только от свойств изолирующего материала. Изолирующие материалы называют также диэлектриками; тогда множитель к характеризует свойства диэлектрика и называется диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость вакуума, конечно, равна единице. [47]