Dielektriklar. Molekulalarning elektrik xususiyatlari

Ba’zi elementlarning nisbiy elektromanfiyligi

N-2,1
Li-0,97	Be-1,47	B-2,01	C-2,50	N-3,07	O-3,5	G’-4,1
Na-1,01	Mg-1,23	Al-1,47	Si-1,74	P-2,1	S-2,5	Cl-2,83
K-0,91	Ca-1,04	Ga-1,82	Ge-2,02	As-2,20	Se-2,48	Br-2,74
Rb-0,98	Sr-0,99	In-1,47	Sn-1,72	Sb-1,82	Te-2,01	I-2,21
Cs-0,96	Ba-0,97	Tl-1,44	Pb-1,55	Bi-1,67	Po-1.76	At-1,90

Elektromanfiylik qat’iy bir fizik kattalik emas, shuning uchun uning aniq bir o’lchov birligi yo’q. Element elektromanfiyligining qiymati doimiy emas, balki shu element tabiati bilan bog’liq.

Molekula hosil bo’lishida atomlarning elektromanfiyligi bir-biridan katta farq qilsa, umumiy elektron jufti hosil qilgan elektron buluti yadrolar o’rtasida teng taqsimlanmaydi: u elektromanfiyligi katta bo’lgan atom tomonga siljiydi. Natijada molekulaning bir qismi nisbatan manfiy, ikkinchi qismi musbat zaryadlanadi (qutbli kovalent bog’.)
Qutbli kovalent bog’li molekulalar qublangan deyiladi. Molekulaning qutblanganlik darajasini aniqlash uchun dipol momentidan foydalaniladi. Miqdorlari bir-biriga teng, ikkita qarama-qarshi zaryaddan xosil bo’lgan sistema dipol deyiladi. Qutbli molekuladagi ortiqcha manfiy va musbat zaryadlarning miqdori teng. Zaryadlar orasidagi masofa l ga teng deylik. Zaryadlar miqdori (q) ning l ga ko’paytmasi dipol momenti deyiladi va u quyidagicha ifodalanadi:

Bu erda - q-elektrostatik zaryad birligi.

Masalan, N₂O uchun: sm,

elek.st.zaryad birligi,
el. st.zaryad birligi Debay

Dipol momentining birligi qilib Debay qabul qilingan. 1 D=10^-18 el.st.zaryad birligi sm ga teng. Masalan , kabi moddalarda dipol momentlari 0 ga teng, chunki bu molekulalarda musbat va manfiy zaryadlarning joylashishi simmetrik va ularning og’irlik markazlari ustma-ust tushadi. lekin, ular qutblangan molekula hisoblanadi. Shunday qilib, dipol momenti kovalent bog’ning qutbliligi darajasini belgilaydi.

Biror-bir muhit (gaz, suyuqlik) da 2ta zaryadli zarracha o’rtasidagi ta’sir kuchi vakuumdagiga nisbatan necha marta kamayishini ko’rsatuvchi kattalik shu muhitning dielektrik singdiruvchanligi yoki dielektrik konstanta deyiladi va u «» harfi bilan belgilanadi.
Masalan suv uchun Bu suvda 2 ta zarracha orasidagi ta’sir kuchi 81 marta kamayadi demakdir.
, bundan (1)
Maydon kuchlanishligi moddaning ushbu maydon ta’sirida qutblanishi hisobiga kamayadi va bu kamayish dielektriklar nazariyasiga binoan 4 ni tashkil qiladi. Demak,  ni ga tenglashtirsh uchun unga 4 ni qo’shish kerak (2)
(1) va (2) dan E =E + 4 ; (3)
Biror-bir biz o’rganayotgan molekula uchun umumiy qutblanish nimaga tengligini bilish uchun quyidagilar hisobga olinishi kerak. Masalan, molekula tashqi maydon va molekulani o’rab turgan ichki lokal maydon ta’sirida qutblanadi. Qutblanish elektr maydon ta’sirida elektron bulutining siljishini, ya’ni elektronlar bulutining ishg’ol qilgan yangi hajmini ko’rsatadi, qutblanishning qiymati sm³ (hajm o’lchov birligi) larda o’lchanadi. Shu sababdan qutblanishning o’lchov birligi molekulaning hajmi chamasida 10^-27 cm³ (ų =10^-24sm³) ga teng.
Chunki Å=10^-8sm³ ni tashkil qiladi.
Qo’shni molekulalar tashqi elektr maydoni ta’sirida orientatsiyalangan holda bo’lganligi uchun ular tashqi maydonga o’z hissasi bilan qo’shiladi.
Shuning uchun tanlab olingan molekulaga ta’sir qilayotgan effektiv maydon E_eff>E bo’ladi.
Nazariy hisoblashlardan ma’lumki, agar molekulaga tashqi elektr maydoni ta’sir qilmayotgan bo’lsa, E_eff = E bo’ladi.
(4)
Nazariyaga binoan 1ta molekulaning qutblanishi uning qutblanuvchanligi  va unga ta’sir qilayotgan elektr maydonining kuchlanishiga to’g’ri proportsional (5) bo’lgani uchun
- intensivlik faktori;
- ekstensivlik faktori.
Ma’lumki, bu misolda edi, demak
(6) ga teng bo’ladi, bu erdagi
Yuqoridagilardan kelib chiqib va o’rtasidagi bog’lanishni topish mumkin:
u holda, (7)
Demak biz (6) ga binoan (7) va (3) ni hisobga olgan holda yoza olamiz:

Demak; ;
bundan,
(8) formula hosil bo’ladi.
1sm³ hajmda N_' ta molekula bo’lsa, hajmda N_A ta molekula mavjud bo’ladi:
; bo’lganligi uchun, ga teng bo’ladi.

Demak (8) chi tenglama quyidagi ko’rinishga keladi:

(9)
Hosil bo’lgan (9) chi tenglama dielektriklarning qutblanishi uchun Klauzius-Mossotti tenglamasi deyiladi.
Undan kelib chiqadi. Demak temperatura ortgan sari d kamayganligi tufayli moddaning qutblanuvchanligi  ortadi Qutblanuvchanlik modda zichligiga teskari proportsional va dielektrik doimiylikga bog’liq, chunki birdan farqli. Klauzius-Mossotti tenglamasi moddalarning elektr xossalarini ularning tashqi elektr maydonidagi holatini tekshirish, tahlil qilish yo’li bilan aniqlanadi.


Muhokama uchun savollar:
1.Ionlanish potentsiali deb nimaga aytiladi;
2.Elektronga moyillik va elektromanfiylik tushunchalarini
izohlang.
3.Dielektrik singdiruvchanlik qanday kattalik ekanligini
tushuntiring.