Что такое диполь дипольная связь

Что такое диполь дипольная связь

μ_инд – индуцированный (наведенный) диполь;
μ_пост – индуцирующий постоянный диполь;
α – поляризуемость молекулы;
Е – напряженность электрического поля.

Диполь-дипольным взаимодействием называется взаимодействие диполей, приводящие к их взаимной ориентации и притяжению. Энергия взаимодействия двух диполей пропорциональна произведению их дипольных моментов.

Рисунок 2.1. Диполь-дипольное взаимодействие двух частиц (а) и диполь-полевое взаимодействие полярного адсорбата с поверхностью динамически модифицированного полярного адсорбента (б).

В жидкостной хроматографии, как правило, рассматривается взаимодействие дипольного момента адсорбата с дипольными моментами полярных групп адсорбента; таким образом, диполь-дипольное взаимодействие является одной из причин удерживания молекул, обладающих дипольным моментом, на полярных неподвижных фазах в неполярных средах.
Наиболее характерный случай диполь-дипольного взаимодействия в жидкостной хроматографии соответствует ситуации, когда поверхность полярной неподвижной фазы модифицирована адсорбционным слоем полярного компонента подвижной фазы. Для этого случая моделью однородно модифицированной поверхности неподвижной фазы является эквипотенциальная поверхность, характеризующаяся некоторым усредненным значением напряженности электрического поля (рисунок 2.1.б). Энергия взаимодействия диполя адсорбата с электрическим полем неподвижной фазы равна произведению дипольного момента на напряженность электрического поля:

Напряженность электрического поля полярной адсорбционно модифицированной неподвижной фазы составляет величину порядка 10 9 В/м, а энергия «диполь-полевого» взаимодействия – порядка кДж/моль.

Источник

Взаимодействия между молекулами. Вандерваальсовы силы

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

Взаимодействия между молекулами.

При сближении молекул появляется притяжение, что обусловли­вает возникновение конденсированного состояния вещества. К основ­ным видам взаимодействия молекул следует отнести вандерваальсовы силы, водородные связи и донорно-акцепторное взаимодействие.

4.8.1. Вандерваальсовы силы. В 1873 г. голландский ученый И. Ван-дер-Ваальс предположил, что существуют силы, обусловливающие притяжение между молеку­лами. Эти силы позднее получили название вандерваальсовых сил. Они включают в себя три составляющие: диполь-дипольное, индукционое и дисперсионное взаимодействия.

Диполь-дипольное взаимо­действие. При сближении по­лярных молекул они ориенти­руются таким образом, чтобы положительная сторона одного диполя была ориентирована к отрицательной стороне другого диполя (рис.3.1). Возникающее между диполя­ми взаимодействие называется диполь-дипольным или ориентационным. Энергия диполь-дипольного взаимодействия пропорциональна электрическому моменту диполя в четвертой сте­пени и обратно пропорциональна расстоянию между центрами диполей в шестой степени и абсолют­ной температуре в первой степени.

Индукционное взаимодействие. Диполи могут воздействовать на неполярные молекулы, превращая их в индуцированные (наве­денные) диполи (рис.3.1). Между постоянными и наведенными ди­полями возникает притяжение, энергия которого пропорциональна электрическому моменту диполя во второй степени и обратно про­порциональна расстоянию между центрами молекул в шестой степе­ни. Энергия индукционного взаимодействия возрастает с увеличени­ем поляризуемости молекул, т.е. способности молекулы к об­разованию диполя под воздействием электрического поля. Величину поляризуемости выражают в единицах объема. Поляризуемость в од­нотипных молекулах растет с увеличением размера молекул (табл. 14). Энергия индукционного взаимодействия значительно меньше энер­гии диполь-дипольного взаимодействия (табл. 14).

Дисперсионное притяжение. В любой молекуле или атоме бла­городного газа возникают флуктуации электрической плотности, в результате чего появляются мгновенные диполи, которые в свою очередь индуцируют мгновенные диполи у соседних молекул (рис.3.1). Движение мгновенных диполей становится согласованным, их появление и распад происходит синхронно. В результате взаимо­действия мгновенных диполей энергия системы понижается. Энергия дисперсионного взаимодействия пропорциональна поляризуемости молекул и обратно пропорциональна расстоянию между центрами частиц. Для неполярных молекул дисперсионное взаимо­действие является единственной составляющей вандерваальсовых сил (табл. 14).

Таблица 14. Вклад отдельных составляющих в энергию межмолекулярного взаимодействия

Энергия вандерваальсова взаимодействия. Энергия всех видов вандерваальсова взаимодействия обратно пропорциональна расстоя­нию между центрами молекул в шестой степени.

При сильном сближении молекул проявляются силы отталкивания между ними, которые обратно пропорциональны расстоянию: между молекулами-в двенадцатой ступени. Поэтому зависимость результирующей энергии вандерваальсова взаимодействия Е_в от расстояния между молекулами, I_в, выражается уравнением

где: а и b — постоянные.

Минимальная энергия системы обеспечивается при расстояниях между центрами молекул 0,4÷0,5 нм, т.е. существенно больше длины химической связи/

Как видно из табл. 14, с увеличением размера молекул в ряду Аr—Хе и НС1—HI растет их поляризуемость и энергия дисперсион­ного притяжения. Ориентационное взаимодействие вносит значи­тельный вклад в вандерваальсовы силы лишь в случае молекул с большим электрическим моментом диполя. С увеличением сум­марной энергии межмолекулярного взаимодействия возрастает температура кипения жидкостей, а также теплота их испарения.

Суммарная энергия вандерваальсового взаимодействия молекул на 1—2 порядка ниже энергии химических связей.

Итак, между молекулами возникают относительно слабые вандерваальсовы взаимодействия, включающие дисперсионные силы, а для полярных молекул и диполь-дипольное притяжение и индукци­онные взаимодействия.

4.8.2. Донорно-акцепторное взаимодействие молекул. Комплексные соединения. Если одна из двух молекул имеет атом со свободными орбиталями, а другая – атом с парой неподеленных электронов, то между ними происходит донорно-акцепторное взаимодействие, которое приводит к образованию ковалентной связи, например:

У атома азота в молекуле аммиака имеется неподеленная пара электронов, а у атома бора в молекуле трифторида бора – вакантная орбиталь.

При взаимодействии по донорно-акцепторному механизму атом азота отдает на связь пару электронов, а атом бора – вакантную орби­таль, в результате чего возникает ковалентная связь

В полученном соединении суммарные валентности бора и азота равны четырем.

Комплексы. Аналогичным образом образуется соединение КРF₆ при взаимодействии KF и PF₅, которое можно записать в виде К[РF₆].

При взаимодействии сульфата меди и аммиака образуется сложное соединение

которое выражается формулой [Сu(NН₃)₄]SO₄. Сложные соединения, у которых имеются ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму, получили название комплексных или коор­динационных соединений.

Источник

Понятие о магнитном диполь-дипольном взаимодействии

Выражение I S → = p m → ( 1 ) получило название момента магнитного диполя.

По формуле ( 1 ) видно, что величина по модулю равняется произведению силы тока, протекающего в контуре, на площадь, охваченную им. Магнитный момент и положительная нормаль к поверхности S имеют одинаковое направление. Значение векторного потенциала магнитного диполя по формуле определено как:

Магнитное поле, создающее магнитный диполь, запишется:

Если даны большие расстояния от диполя в любом направлении, то наблюдается пропорциональные r 3 убывание поля и рост площади витка.

Слово диполь в применении к токам запутывает, так как не имеет отдельных магнитных полюсов, соответствующих электрическим зарядам. Создание магнитного «дипольного» поля происходит за счет элементарной петли с током, а не при помощи двух зарядов.

Взаимодействие магнитных диполей

При действии на контур с током вращательного момента M → :

Модуль вектора М запишется как:

Энергия диполь-дипольного взаимодействия

Энергия диполь-дипольного взаимодействия зависит от взаимного расположения диполей.

Провести сравнение поля электрического диполя и поля магнитного диполя.

Формула напряженности поля электрического диполя записывается как:

Создаваемое магнитным диполем магнитное поле запишется как:

Показать, что энергия диполь-дипольного взаимодействия находится в зависимости от взаимной ориентации диполей.

Для решения необходимо применить формулу энергии магнитного взаимодействия полей, которая имеет вид:

Источник

диполь-дипольное взаимодействие

Энергия Д—д.в. двух диполей с моментами р_i н p_j, находящихся в точках r_i и r_j.

Энергия Д—д. в. зависит от взаимного расположения диполей [см. ф-лу (2)]. Напр., для пары диполей с одинаковыми дипольными моментами р при «горизонтальной» ориентации ди-польных моментов (рис., а)эта энергия минимальна (W=-2р 2 /r 3 ), когда дипольные моменты параллельны; при «вертикальной» ориентации дипольных моментов (рис., 6) энергия Д—д. в. минимальна (W=- р 2 /r 3 ), когда ди польные моменты антипараллельны. Д—д. в. играет особенно важную роль при возникновении в твёрдых телах нек-рых видов магнитной атомной структуры и магнитной доменной структуры. Магн. Д—д. в. относится к классу анизотропных взаимодействий и, наряду с внутрикристаллическим полем и анизотропным обменным взаимодействием, даёт вклад в магнитную анизотропию кристаллов.

Магн. Д—д. в.- релятивистское по природе взаимодействие, но несмотря на относительно небольшую величину (по сравнению, напр., с обменным взаимодействием) может существ. образом влиять на низкотемпературные свойства кристаллов с парамагн. ионами, определяя темп-ру их магн. упорядочения и тип возникающей атомной магн. структуры. Существует целый класс соединений (т. н. дипольные магнетики), магн. упорядочение к-рых практически полностью обусловлено Д—д. в. (напр., редкоземельные литиевые фториды и гидроокиси, редкоземельные ортоалюминаты и др.). Д—д. в. ответственно за образование в ферро- и ферримагнетиках доменной структуры (см. Домены ).С Д—д. в. тесно связано поле размагничивания, т. е. магн. поле, создаваемое всеми магн. моментами внутри магнетика и усреднённое по малому (но макроскопич.) объёму, окружающему точку локализации рассматриваемого магн. момента. Энергию Д—Д. в. в связи с этим часто наз. энергией размагничивания. Аналогично проявляет себя взаимодействие электрич. дипольных моментов в сегнетоэлектриках.

Лит.: Браун У. Ф., Микромагнетизм, пер. с англ., M., 1979. В. M. Матвеев.

Источник

Диполь

Полезное

Смотреть что такое «Диполь» в других словарях:

ДИПОЛЬ — (от греч. di приставка, означающая дважды, двойной, и polos полюс) электрический, совокупность двух равных по абс. величине разноимённых точечных зарядов (+е, е), находящихся на нек ром расстоянии l друг от друга. Осн. хар кой электрич. Д. явл.… … Физическая энциклопедия

ДИПОЛЬ — (от ди. и греч. polos полюс) 1) электрический диполь совокупность двух точечных электрических зарядов, равных по величине и противоположных по знаку, находящихся на некотором расстоянии друг от друга;2) магнитный диполь совокупность двух равных … Большой Энциклопедический словарь

диполь — антенна Словарь русских синонимов. диполь сущ., кол во синонимов: 1 • антенна (17) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

диполь — я, м. dipôle < di(s) + polos полюс. 1. физ. Совокупность двух равных по ведичине электрических зарядов, расположенных на некотором расстонии друг от друга. Крысин 1998. 2. техн. Один из типов антенн для коротких волн. Крысин 1998. Антенна… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

диполь — Совокупность двух частиц, находящихся одна от другой на расстоянии, много большем размера частиц и много меньшем расстояния от частиц до точек наблюдения, и обладающих электрическими зарядами, равными по абсолютному значению, но противоположными… … Справочник технического переводчика

ДИПОЛЬ — ДИПОЛЬ, молекула с разделенным электрическим зарядом. В КОВАЛЕНТНОЙ СВЯЗИ между двумя атомами пары электронов не обязательно равномерно распределены между атомами. В хлориде водорода (НСl) электроны притягиваются к атому хлора, имеющему больший… … Научно-технический энциклопедический словарь

Диполь — (от греческого di приставка, означающая дважды, двойной, polos полюс) гидродинамический точечная особенность в поле безвихревого течения идеальной несжимаемой жидкости, которая представляет собой предельное состояние источников и стоков равной… … Энциклопедия техники

ДИПОЛЬ — антенна, представляющая собой короткий горизонтальный или вертикальный провод, в середине к рого подводится энергия от радиопередатчика или отбирается энергия для радиоприемника. Д. применяется при работе на коротких и ультракоротких волнах и… … Технический железнодорожный словарь

ДИПОЛЬ — система двух разноименных равных по величине зарядов (электрических или магнитных), находящихся в непосредственной близости друг от друга. Д. характеризуется своим моментом, представляющим собой вектор, направленный от отрицательного заряда к… … Геологическая энциклопедия

диполь — dipole Dipol – 1) Двополюсник. Розрізняють Д. електричний і магнітний. Електричний Д. – сукупність двох рівних за абсолютною величиною різнойменних зарядів, які знаходяться на певній відстані один від одного. Характеристикою Д. електричного є… … Гірничий енциклопедичний словник

диполь — – электронейтральная частица, в которой центры частично отрицательного и частично положительного зарядов не совпадают в пространстве. Общая химия : учебник / А. В. Жолнин [1] … Химические термины

Источник