Что такое рефракция молекул

МОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕФРАКЦИЯ

Полезное

Смотреть что такое «МОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕФРАКЦИЯ» в других словарях:

Молекулярная рефракция — Молекулярная рефракция мера электронной поляризованости вещества, она имеет размерность объема, по порядку величины совпадает с объемом всех молекул в граммолекуле. Из этого следует, что порядок величины R должен совпадать с поправкой на… … Википедия

молекулярная рефракция — молярная рефракция; отрасл. молекулярная рефракция Произведение величины (ν 1)/( ν+1) (где ν коэффициент преломления для лучей видимой части спектра) на молярный объем вещества … Политехнический терминологический толковый словарь

молекулярная рефракция — molekulinė refrakcija statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis molekulės elektroninį poliarizuojamumą. atitikmenys: angl. molar refraction; molecular refraction rus. молекулярная рефракция; молярная рефракция ryšiai: sinonimas –… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

молекулярная рефракция — molekulinė refrakcija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. molecular refraction; molecular refractivity vok. Molekularrefraktion, f rus. молекулярная рефракция, f pranc. réfraction moléculaire, f … Fizikos terminų žodynas

Молекулярная рефракция — см. Рефракция молекулярная … Большая советская энциклопедия

РЕФРАКЦИЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ — (R), связывает электронную поляризуемость aэл в ва (см. ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ АТОМОВ, ИОНОВ И МОЛЕКУЛ) с его преломления показателем п. В пределах применимости выражений для Р. м. она, характеризуя, как и n, способность в ва преломлять свет, отличается… … Физическая энциклопедия

Рефракция молекулярная — (R связывает электронную поляризуемость αэл вещества (см. Поляризуемость атомов, ионов и молекул) с его преломления показателем (См. Преломления показатель) n. В пределах применимости выражений для Р. м. она, характеризуя, как и n,… … Большая советская энциклопедия

рефракция — и; ж. [от лат. refractio] 1. В оптике: круг явлений, связанных с преломлением света. Р. света. Атомная, молекулярная, удельная р. 2. В акустике: искривление распространения звуковых волн в неоднородной среде. ◁ Рефракционный, ая, ое. Р ые… … Энциклопедический словарь

рефракция — и; ж. (от лат. refractio) см. тж. рефракционный 1) В оптике: круг явлений, связанных с преломлением света. Рефра/кция света. Атомная, молекулярная, удельная рефра/кция. 2) В акустике: искривление распространения звуковых волн в неоднородной среде … Словарь многих выражений

молярная рефракция — молярная рефракция; отрасл. молекулярная рефракция Произведение величины (ν 1)/( ν+1) (где ν коэффициент преломления для лучей видимой части спектра) на молярный объем вещества … Политехнический терминологический толковый словарь

Источник

Молекулярная рефракция

Наиболее разработанными и наиболее важными для исследования органических веществ являются закономерности в изменениях показателя преломления в зависимости от состава и строения вещества. Показатель преломления является одной из констант, хорошо характеризующих чистоту и индивидуальность жидких органических веществ.

Весьма важным является то обстоятельство, что формула удельного лучепреломления, формула Лорентца—Лоренца

(где п — наблюденный показатель преломления, a d — плотность вещества при той же температуре), дает выражение удельной рефракции R, независимой от температуры, давления и агрегатного состояния вещества. Удельная рефракция является мерой действительного объема молекулы. Произведение R×M называется молекулярной рефракцией.

Исследования Ландольта, Брюля и Канноникова показали, что молекулярная рефракция органических веществ, так же как и молекулярный объем, может быть выражена суммой величин атомных рефракций, изменяющихся на определенную величину в зависимости от характера связей атомов Так, например, атомная рефракция углерода (для желтой линии D натрия), равная 2,418, при условии, что атом углерода связан с другими атомами лишь простыми связями, увеличивается на определенную величину, если этот атом связан с другим углеродным атомом кратной связью. При наличии в молекуле кратных связей к молекулярной рефракции, вычисленной из атомных рефракций, добавляют соответствующий инкремент на каждую кратную связь. Для ацетиленовой связи этот инкремент больше, чем для этиленовой.

Чаще всего рефракция определяется для желтой линии D натрия; очень часто она определяется также для линий водорода Н_α, H_β и Н_γ. В настоящее время имеется несколько систем величин атомных рефракций, созданных разными исследователями на основании экспериментальных данных. Наиболее распространена система Рота и Эйзенлора (табл. 28).

Величины атомных и групповых рефракций для линии D натрия по определениям других авторов приведены ниже:

Величина Н_γ—Н_α (см. табл. 28), называемая молекулярным светорассеянием или молекулярной дисперсией света, также является характерной величиной для определения состава и строения органических веществ.

Многие значения атомных рефракций остаются постоянными в органических соединениях разных классов. Поэтому сравнение найденной молекулярной рефракции соединения, состав и молекулярный вес которого известны, с молекулярной рефракцией, вычисленной из атомных рефракций, часто дает представление о строении соединения, а иногда позволяет решить, каким из известных изомеров принадлежат те или иные возможные формулы. Для этого достаточно измерить показатель преломления и плотность вещества. Часто величина молекулярной рефракции позволяет судить о чистоте соединения с известным строением.

Как показывает опыт, инкременты кратных связей не всегда сохраняют постоянные значения. Сравнительно небольшие изменения строения (перемещения двойных связей друг относительно друга) могут вызывать изменения этих инкрементов, называемые экзальтацией. Так, например, экзальтацию молекулярной рефракции вызывает присутствие в молекуле сопряженных кратных связей.

Таким образом, по наличию или отсутствию экзальтации можно судить о взаимном расположении кратных связей в молекуле.

Удельную и молекулярную рефракцию твердых веществ можно определять в растворах.

Для определения удельной рефракции пользуются соотношением

где R_x — искомая удельная рефракция растворенного вещества;

Умножив найденную удельную рефракцию твердого вещества на его молекулярный вес, находят молекулярную рефракцию.

Молекулярная рефракция является непосредственной мерой поляризуемости молекулы, т. е. подвижности зарядов под влиянием внешнего электрического поля (возбуждение светом, электрическим полем другой молекулы и т. д.).

Зависимость между поляризуемостью и молекулярной рефракцией выражается уравнением

Знание поляризуемости имеет самое существенное значение не только для характеристики строения молекулы, но и для понимания течения химических реакций.

Источник

Молекулярная рефракция

Рефракция света – изменение направления световых лучей в среде с переменным показателем преломления. Преломление света является частным случаем резкого изменения направления лучей на границе раздела двух сред с разными показателями преломления.

Причиной этих явлений с точки зрения классической физики является взаимодействие электрического поля световой волны с элементарными зарядами. Действующее на атом электрическое поле волны смещает внешний электрон из положения равновесия, и атом приобретает индуцированный дипольный момент

p=αE,

где α – поляризуемость атома (или молекулы), E – напряженность электрического поля падающей волны. Дипольный момент атома колеблется с частотой падающего света, и атом становится источником вторичных когерентных волн. Колебания электрона запаздывают по фазе относительно колебаний исходной световой волны, поэтому вторичные волны также излучаются с запаздыванием. Поле вторичных волн складывается с полем исходной световой волны, что и служит причиной замедления результирующей электромагнитной волны.

Классическая электронная теория позволяет связать показатель преломления вещества с микроскопическими характеристиками среды – плотностью и электронной поляризуемостью, зависящей от природы атомов или молекул и частоты света.

Через микроскопические характеристики выражают обычно не сам показатель преломления, а связанную с ним молекулярную рефракцию:

, (6)

где R – молекулярная рефракция [см 3 /моль],

M – молекулярная масса [г/моль],

ρ – плотность [г/см 3 ],

– удельная рефракция [см 3 /г].

Молекулярная рефракция – это физическая величина, характеризующая поляризуемость молекулы, а точнее – 1/3 моля вещества. Ее измерение основано на измерении показателя преломления и плотности вещества.

Разные модели строения вещества приводят к несколько различным выражениям для функции f(n); чаще всего применяется формула Лоренц-Лорентца, согласно которой .Здесь использована не система СИ, а старая система СГС, в соответствии с которой приведены данные в большинстве химических справочников. Как видно из последней части формулы (6), молекулярная рефракция не зависит от температуры и плотности, а, следовательно, давления и агрегатного состояния и является мерой только поляризуемости α молекул:

, (7)

то есть является характеристикой химического соединения.

Значения R в видимой области спектра характеризуют поляризуемость электронных оболочек молекул вещества. Если при растворении не изменяется поляризуемость компонентов, то рефракция растворов слагается из R_i рефракции компонентов:

, (8)

где x_i – концентрация i-го компонента в мольных долях.

Правило аддитивности молекулярных рефракций растворов позволяет вычислить R растворенных твердых веществ. Более того, аддитивность молекулярной рефракции приблизительно соблюдается и для чистых соединений. Для ионных соединений она равна сумме ионных рефракций (см. табл.1 в Приложении).

Пример 1. Хлорид калия

Расчетная R_теор(KCl) = R(K + ) + R(CI – ) = 2,2 + 8,7 = 10,90;

Молярная масса M(KCl) = 74,56 г/моль;

Плотность ρ(KCl)=1,985 г/см 3 ;

Показатель преломления для желтой линии D натрия при температуре 20 градусов по Цельсию n_D 20 (KCl) = 1,490; тогда рассчитанная из эксперимента

.

Получаем погрешность ΔR = 0,04 и относительную погрешность или 0,4%.

Молекулярная рефракция соединений с валентными связями может быть представлена в виде суммы атомных рефракций (см. табл.2 в Приложении).

.

Получаем погрешность ΔR = 0,008 и относительную погрешность или 0,03%.

Фигурирующие в подобных расчетах атомные рефракции частично включают эффекты взаимного влияния атомов и не равны атомным рефракциям соответствующих простых веществ. Влияние структуры молекулы на молекулярную рефракцию учитывается путем введения различных значений атомных рефракций для одного и того же элемента в различных группировках (например, различные атомные рефракции для кислорода в эфирах, спиртах и карбоксильных соединениях (см. табл.2 в Приложении)) или путем применения групповых рефракций (например, групповые рефракции групп NO, N0₂, CN и т.д.), а также путем использования специальных инкрементов (т.е. приращений) для кратных связей (двойная связь С=С, тройная связь С≡С).

Вместо атомных и групповых рефракций часто применяются рефракции связей, причем молекулярная рефракция разлагается на слагаемые по числу и типам связей, которым условно приписывается и поляризуемость электронов, не участвующих в образовании связей (см. табл.3 в Приложении).

Пример 3.1-Бромпропан СН₃–СН₂–СН₂–Br

R_теор(C₃H₇Br) = 7R(C–H) + 2R(C–C) + R(C–Br) = 7∙1,70 + 2∙1,21 + 9,47 = 23,79;

.

Получаем погрешность ΔR = 0,10 и относительную погрешность или 0,4%.

Пример 4.2-Бромпропан СН₃–СНBr–СН₃

R_теор(C₃H₇Br) = 23,79 (т.к. число и качество связей такое же как и в 1-бромпропане);

.

Получаем погрешность ΔR = 0,3 и относительную погрешность или 1,0%.

Нельзя сказать, что в какой-то схеме (по атомам или по связям) аддитивность выполняется лучше. Обе они приблизительно равнозначны в пределах границ применимости аддитивной схемы для молекулярной рефракции.

Пример 5.Бромоформ СНBr₃

;

По атомам R_теор(CHBr₃) = R(C) + R(H) + 3R(Br) = 2,418 + 1,100 + 3 ∙ 8,865 = 30,113 (см. табл.2 в Приложении);

По связям R_теор(CHBr₃) = R(C–H) + 3R(C–Br) =1,70 + 3 ∙ 9,47 = 30,11(см. табл.3 в Приложении);

ΔR ≈ 0,3 и или 1,0%.

Иногда суммирование молекулярной рефракции по связям дает несколько лучшие результаты, чем суммирование по атомам.

Пример 6.Этиловый спирт СН₃–CH₂–OH

;

R_теор(C₂H₅OH) = 2R(C) + 6R(H) + R(O в спиртовой группе) = 12,961 (см. табл.2 в Приложении);

R_теор(C₂H₅OH) = 5R(C–H) + R(C–С) + R(C–O) + R(O–H) = 13,05 (см. табл.3 в Приложении);

Сопоставление экспериментального значения молекулярной рефракции с вычисленным по аддитивным схемам – один из простейших физических методов определения строения химических соединений. Этим методом может быть получено подтверждение брутто-формулы вещества и наличия определенных функциональных групп, (например, может быть получена информация о числе колец в молекуле, числе, природе и расположении кратных связей и т.д.). В некоторых случаях возможны также заключения о цис- или транс-конфигурации молекулы.

Источник

Молекулярная рефракция

Молекулярная рефракция — мера электронной поляризованости вещества, она имеет размерность объема, по порядку величины совпадает с объемом всех молекул в граммолекуле. Из этого следует, что порядок величины R должен совпадать с поправкой на объем в уравнении Ван-дер-Ваальса, что подтверждается значениями этих величин, получеными во время опытов

связывает молекулярную поляризуемость вещества с его преломления показателем n.

d — плотность вещества, M — его молекулярная масса.

Смотреть что такое «Молекулярная рефракция» в других словарях:

МОЛЕКУЛЯРНАЯ РЕФРАКЦИЯ — (R) связывает электронную поляризуемость a эл вещества (см. Поляризуемость атомов, ионов и молекул) с его прелом … Физическая энциклопедия

молекулярная рефракция — молярная рефракция; отрасл. молекулярная рефракция Произведение величины (ν 1)/( ν+1) (где ν коэффициент преломления для лучей видимой части спектра) на молярный объем вещества … Политехнический терминологический толковый словарь

молекулярная рефракция — molekulinė refrakcija statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, apibūdinantis molekulės elektroninį poliarizuojamumą. atitikmenys: angl. molar refraction; molecular refraction rus. молекулярная рефракция; молярная рефракция ryšiai: sinonimas –… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

молекулярная рефракция — molekulinė refrakcija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. molecular refraction; molecular refractivity vok. Molekularrefraktion, f rus. молекулярная рефракция, f pranc. réfraction moléculaire, f … Fizikos terminų žodynas

Молекулярная рефракция — см. Рефракция молекулярная … Большая советская энциклопедия

РЕФРАКЦИЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ — (R), связывает электронную поляризуемость aэл в ва (см. ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ АТОМОВ, ИОНОВ И МОЛЕКУЛ) с его преломления показателем п. В пределах применимости выражений для Р. м. она, характеризуя, как и n, способность в ва преломлять свет, отличается… … Физическая энциклопедия

Рефракция молекулярная — (R связывает электронную поляризуемость αэл вещества (см. Поляризуемость атомов, ионов и молекул) с его преломления показателем (См. Преломления показатель) n. В пределах применимости выражений для Р. м. она, характеризуя, как и n,… … Большая советская энциклопедия

рефракция — и; ж. [от лат. refractio] 1. В оптике: круг явлений, связанных с преломлением света. Р. света. Атомная, молекулярная, удельная р. 2. В акустике: искривление распространения звуковых волн в неоднородной среде. ◁ Рефракционный, ая, ое. Р ые… … Энциклопедический словарь

рефракция — и; ж. (от лат. refractio) см. тж. рефракционный 1) В оптике: круг явлений, связанных с преломлением света. Рефра/кция света. Атомная, молекулярная, удельная рефра/кция. 2) В акустике: искривление распространения звуковых волн в неоднородной среде … Словарь многих выражений

молярная рефракция — молярная рефракция; отрасл. молекулярная рефракция Произведение величины (ν 1)/( ν+1) (где ν коэффициент преломления для лучей видимой части спектра) на молярный объем вещества … Политехнический терминологический толковый словарь

Источник

рефракция молярная

РЕФРАКЦИЯ МОЛЯРНАЯ (R) (от позднелат. refractio — преломление)

произведение уд. рефракции r на мол. массу M: R = rM. Уд. рефракция представляет собой отношение некоторой функции f(n) показателя преломления л ( см. рефрактометрия) к плотности ρ вещества: r =f(n)/ρ. Величина г практически не зависит от температуры, давления и агрегатного состояния вещества. Из мн. предлагавшихся функций f(n) наиб. распространение получила функция Лоренца-Лоренца: f(n) = (n 2 — 1)/(n 2 + 2). Вычисленные с ее использованием значения R пропорциональны средней поляризуемости α молекул: R = (n 2 — — 1)М/(n 2 + 2)ρ = 2,522∙10 24 α. Простая пропорциональность между R и α является, однако, лишь первым приближением, поскольку вывод функции Лоренца-Лоренца основан на упрощающих предположениях. Более строгие соотношения между n, ρ и α включают специфические для каждого вещества параметры (эффективные радиусы молекул, коэф. изотермич. сжимаемости) и позволяют объяснить изменения R при высоких давлениях и температурах, а также небольшие отклонения от аддитивности Р. М. растворов хим. соединений (см. ниже).

Р. М. зависит от состава и структуры вещества и обладает свойством аддитивности, т. е. может быть представлена в виде суммы: R = Sx_kR_k. В случае растворов x_k—молярная доля k-гo компонента раствора с Р. М. R_k; в случае хим. соединений x_k—число фрагментов k-го вида с присущими им постоянными значениями R_k. Такими фрагментами м. б. ионы, атомы или атомные группировки; соответствующие им R_k называют ионными, атомными или групповыми рефракциями. Атомы одного элемента, но находящиеся в разных валентных состояниях или в разных функц. группах, имеют разл. значения R_k. Иногда необходимо вводить дополнит. слагаемые-инкременты рефракции циклов, двойных и тройных связей; напр., инкременты связей C=C, C=C, трехчленного и четырехчленного углеродных циклов составляют соотв. 1,733, 2,398, 0,71 и 0,5.

Значения R для лучей видимой области спектра определяются в осн. поляризуемостью внешних (валентных) оболочек, так что возможны расчеты Р. М. на основе констант R_k, приписываемых хим. связям определенного типа и называемых рефракциями связей или связевыми рефракциями. Между атомными рефракциями, инкрементами и рефракциями связей существуют простые мат. соотношения, причем упомянутые аддитивные величины практически не имеют преимуществ друг перед другом. Они позволяют рассчитывать R с точностью до 0,3–0,4 мл/моль для молекул без эффектов сопряжения и с незначительно разветвленным углеродным скелетом. Наличие в молекулах сопряженных кратных связей может приводить к весьма существенному ( неск. мл/моль) превышению экспериментально определенного значения R по сравнению с вычисленным. Такое превышение называют экзальтацией Р. М. и используют при установлении структурных формул орг. соединений. Постоянные R_k находят обработкой достаточно большого числа эксперим. данных по измерению лир для представителей разл. гомологич. рядов. Некоторые наиб. часто используемые значения R_k приведены в табл. 1 и 2.

Табл. 1 — АТОМНЫЕ РЕФРАКЦИИ ДЛЯ D-ЛИНИИ СПЕКТРА НАТРИЯ

таблица в процессе добавления

Табл. 2 — РЕФРАКЦИИ СВЯЗЕЙ ДЛЯ D-ЛИНИЙ СПЕКТРА НАТРИЯ

таблица в процессе добавления

Р. М. определяют для подтверждения правильности установления элементного состава, выявления присутствия кратных связей и их сопряжения, идентификации геом. изомеров циклоалканов, анализа таутомеряых смесей. Корреляции R с др. физ.-хим. свойствами применяют для расчета ряда важных мол. параметров (дипольных моментов, энтальпий испарения и др.).

Источник