Смещение - электронная оболочка
Cтраница 3
У лантаноидов ( как и у актиноидов) увеличение ат.н. приводит не к повышению, а к понижению размеров атомов и ионов. Причина этого явления, называемого лантаноидным сжатием-неполное экранирование добавочными 4 / электровами уже имеющихся 4 / - электронов. С ростом ат.н. РЗЭ увеличивается эффективный заряд ядра, воздействующий на каждый из / - электронов, а неполное экранирование последних вызывает смещение электронных оболочек атомов ближе к ядру. Это смещение не совсем регулярно, и наиб, выражено при добавлении электронов к / - и / 7-оболочкам. [31]
 |
Температурный ход проводимости диэлектриков ( Д, металлов ( М и полупроводников ( П. и - обычный масштаб. б - полулогарифмический масштаб ( а - в См / м. [32] |
Электрическая поляризация, представляющая собой важнейшее явление для диэлектриков, в металлах не возникает из-за высокой концентрации свободных электронов, которые образуют почти свободный электронный газ, окружающий положительно заряженные ионы. Наличие такого газа приводит к экранированию электрического поля. Лишь при очень высоких частотах, значительно превышающих частоту видимого глазом света ( около 1016 Гц), электронный газ в металлах не успевает взаимодействовать с электромагнитным полем, в результате чего становится возможной поляризация смещения глубинных электронных оболочек ионов относительно ядер. Эти процессы поляризации металлов, происходящие на частотах, больших, чем оптические, и определяют диэлектрическую проницаемость металлов. [33]
В случае стеклообразных полимеров первым следствием прикладываемой нагрузки является изменение межатомных расстояний и валентных углов в полимерной цепи. Эти изменения определяют мгновенную упругую деформацию. Упругая деформация связана с подвижностью атомов, составляющих звенья макромолекул внутри статистического сегмента макроцепи. При деформировании полимеров, находящихся в стеклообразном состоянии, возникновение двулучепреломления и его величина в основном обусловлены смещением электронных оболочек атомов и электронных облаков, образующих химические связи, а также искажением валентных углов, что приводит к анизотропии поляризуемости элементарных звеньев макромолекул. [34]
Далее будет подробно показано ( см разд. IV), что в физическом элементе объема, который содержит еще много атомов или молекул, результирующий дипольный момент возникает двояким образом. Если молекулы сами являются диполями ( полярные молекулы с положительной и отрицательной частью), то при отсутствии поля их электрические дипольные моменты взаимно нейтрализуются, вследствие хаотичности их ориентации. Поле стремится ориентировать диполи в одном направлении, а тепловое движение препятствует этому упорядочению. Чем больше напряженность поля, тем больше параллельный полю результирующий электрический момент при заданной температуре, но при заданном поле с ростом температуры он уменьшается. По аналогии с подобным явлением в магнетизме такого рода восприимчи-лость может быть названа параэлектрической. Если же молекулы не об-вадают собственными дипольными моментами, то последние возникают в поле вследствие смещения электронных оболочек. Этот эффект не зависит от температуры и может проявляться наряду с параэлектрической восприимчивостью. Если дипольный момент отдельной молекулы появляется только в поле, то можно говорить о диэлектрической восприимчивости. [35]
Если перейти к молекуле, состоящей в общем случае из различных, атомов, то центры тяжести положительных и отрицательных зарядов при отсутствии поля не обязательно будут совпадать. Например, в молекуле хлористого водорода молекулы водорода и хлора связаны меж л у собой гомеополярной связью и плотность электронного облака вблизи атома хлора значительно увеличена, так как электроотрицательность, хлора превышает электроотрицательность водорода. Благодаря этому центр тяжести отрицательных зарядов смещен в сторону хлора, а центр тяжести положительных - в сторону водорода. Отсюда вытекает, что-молекула НС1 обладает постоянным дипольным моментом независимо от наличия внешнего электрического поля. Таким образом, можно различать полярные вещества, молекулы которых имеют постоянные дипольные моменты ( вода, ацетон, аммиак и др.), и неполярные, у которых молекулы не имеют постоянного дипольного момента. Поляризуемость под действием внешнего поля присуща как, полярным, так и неполярным молекулам. Но полярное вещество, имеющее постоянный дипольныи момент, в присутствии электрического поля не просто поляризуется в виде смещения электронной оболочки молекул ( индуцируется), а молекулы его стремятся повернуться так, чтобы дипольныи момент был направлен вдоль напряженности поля. [36]
Страницы: 1 2 3