分極率

分極率 外場が印加されたときに、分子が電気双極子モーメントを達成する能力です。印加された電場は、分子を歪ませる可能性があります。外部電場が印加されると、双極子モーメントが分子に誘導されます。これは、この電場が分子の電子雲と相互作用し、それを歪める可能性があるためです。この誘導された双極子モーメントは、印加された電場に正比例します:

μ_ind =αE

どこで μ_ind =誘導双極子モーメント

E=印加電場

α =分極率

したがって、分極率 α =μ_ind /E

分極率は、印加電場に対する分子の誘導双極子モーメントの比率として定義できます。 分極率として 誘導された双極子モーメントに正比例し、分極率が大きいほど、誘導された双極子モーメントが大きくなり、その逆も成り立ちます。

分子の分極率

双極子モーメントがゼロの分子が電場に保持されると、正電荷と負電荷の中心が領域の方向に従って移動します。分子は分極していると言われ、誘導双極子モーメント (μind) を獲得します。分子の双極子モーメントがゼロでない場合、誘導された双極子モーメントは、分子に既に存在する永久双極子モーメントに追加されます。

分極率 α は、分子内の方向の関数です。つまり、電場が印加される方向に依存します。たとえば、HCl では、分極率 軸に沿った分極率は、軸に垂直な分極率とは異なります。分子が回転し続ける気体や液体の場合、αの平均値が考慮されます。

分極率は、分子間の分子間相互作用において重要な役割を果たします。 分極率 電子の数が増えると、分子の量が増えます。電子の数が増えると、原子核による結合が弱くなります。電場は電子を容易に歪め、原子核との結合が弱くなります。分極率は、電場が電子雲をどれだけ簡単に歪ませるかを測定し、分子は容易に分極できると言われています。

分極率が分子内でどのように誘導されるか:

電界が中性分子に印加されると、均等に分布した電荷が正電荷と負電荷に分離されます。これにより、分子内に電気双極子モーメントが誘導され、極性が生じます。分子は分極していると言われています。

誘発分極の種類:

分極率の例

ハロゲン分子のような大きな分子は、大きな電子雲を持っているため、分極率が高くなります。分極率は、グループの下に向かって増加します。ヨウ素は、塩素に比べて分極しやすい。 分極率の場合 が高く、種は柔らかいと言われています。

陰イオンは陽イオンより分極しやすい。正に帯電したイオンは、原子核にしっかりと結合した電子雲を持っています。したがって、外部電場によって簡単に歪むことはありません。次に、カチオンは、より大きな分子またはイオンの電子雲を脱ソートできます。これは分極力として知られています。陽イオンの分極力が大きいほど、電子雲を歪める能力が強くなります。 分極率の場合 が低い場合、種は硬いと言われます。

電荷密度の高い陽イオンは分極力が高く、電荷密度の高い陰イオンはが高い .

ファジャンの法則と分極可能性:

Fajan の法則は、結合がイオン結合か共有結合かを予測します。

小さな陽イオン - 大きな陰イオン =共有結合

小陽イオン - 小陰イオン =イオン

大きな陽イオンと小さな陰イオン =イオン

大きな陽イオン - 大きな陰イオン =イオン性または共有結合の可能性があります (電気陰性度によって異なります)

Be2+ や Al3+ などの小さな陽イオンは、強い分極力を持っています。それらはヨウ素や臭素のような大きなイオンを分極させて共有結合化合物を与えます。それらは陰イオンの電子雲をゆがめる傾向があり、イオン結合を形成するための電子の完全な移動ではなく、電子の共有が発生します。 AlI3 のアルミニウムとヨウ素の間の結合は、イオン結合よりも共有結合の特徴があります。 Al3+ イオンは、そのソフトな性質のために I- を簡単に歪ませることができます。それらは電子を自分自身に引き寄せます。これらの電子はアルミニウム イオンの近くにあり、正電荷を中和します。しかし、AlF3 の場合、化合物は主にイオン性になります。これは、F– が小さく、分極率が低いためです。 Al3+ イオンはその電子雲を歪めることができないため、結合のより象徴的な特徴につながります。

同様に、CsF について考えてみましょう。Cs+ のような大きな陽イオンは、硬い陰イオンのような F– を分極する分極力が低くなります。したがって、CsF も完全にイオン性です。 CsI の場合、Cs+ は分極力が低いため、ソフト I– を歪ませることができません。したがって、共有結合よりもイオン的な性質も持っています。

結論

大きな原子またはイオンが外部電場または陽イオンの下で歪む能力は、分極率と呼ばれます。 .大きな金属原子も分極できますが、小さな陰イオンは小さな陽イオンよりも分極力が比較的小さくなります。小さな陽イオンと大きな陰イオンが化合物を形成する場合、優勢な共有結合特性が観察されます。分極率は、結合がよりイオン的であるか共有結合であるかにかかわらず、結合の性質を予測する上で主要な役割を果たす傾向があります。 Fajans の規則は、この分極率の概念に基づいており、分子のサイズ、電荷、および分極率に基づいて、分子をイオン結合または共有結合として分類します。したがって、分極率と電気陰性度は、分子の結合の性質を予測する上で主要な役割を果たします。