Nazywa się to załamaniem materii. Refraktometryczne metody analizy w chemii

Z elektromagnetycznej teorii światła Maxwella wynika, że ​​dla długości fal znacznie oddalonych od obszaru ich absorpcji przez cząsteczki materii prawdziwa jest równość:

gdzie n ∞ jest współczynnikiem załamania światła dla pewnych długości fal.

Biorąc to pod uwagę, równanie Clausiusa-Mosottiego (15) przyjmuje następującą postać:

(21)

Wymiar załamania molowego: [ cm 3 / (g mol)]

Z otrzymanego wyrażenia jasno wynika, że ​​wskaźnik R M, zwane refrakcją molową, ma wymiar objętości cząsteczek zawartych w 1 molu substancji.

Równanie (15), zwane równaniem Lorentza-Lorentza, zostało wyprowadzone w 1880 roku niezależnie przez H. Lorentza i L. Lorentza.

W praktyce często stosuje się właściwy współczynnik załamania r, czyli załamanie jednego grama substancji. Załamanie właściwe i molowe powiązane jest zależnością: R = r∙M, gdzie M jest masą molową.

Ponieważ R = r∙M, załamanie właściwe jest równe:

(22)

Specyficzny wymiar załamania światła: [cm 3 /g]

H. Lorentz i L. Lorentz ujawnili fizyczne znaczenie pojęcia refrakcji jako miary polaryzowalności elektronowej i położyli solidne podstawy teoretyczne pod doktrynę refrakcji.

Wartość załamania właściwego jest praktycznie niezależna od temperatury, ciśnienia i stanu skupienia substancji. W praktyce badawczej oprócz refrakcji molowej i właściwej R M i r stosuje się inne pochodne współczynnika załamania światła N.

Współczynnik załamania substancji niepolarnych jest praktycznie niezależny od częstotliwości fal świetlnych, dlatego równanie (19) obowiązuje dla wszystkich częstotliwości. Przykładowo dla benzenu n 2 = 2,29 (długość fali 289,3 nm), natomiast ε = 2,27. Dlatego jeśli do przybliżonych obliczeń refrakcji wystarczy zastosować współczynnik załamania widma widzialnego, to do dokładnych obliczeń konieczna jest ekstrapolacja za pomocą wzoru Cauchy'ego.

Nazywana jest także polaryzacją elektronową molowy (lub molowy) refrakcja i oznaczone literą R.

Tak więc, przy wystarczająco wysokich częstotliwościach dla niepolarny Substancje refrakcja molowa można określić ze wzoru:

Zmiana prędkości światła podczas przemieszczania się z jednego ośrodka do drugiego jest związana z interakcją światła z elektronami cząsteczek. Dlatego współczynnik załamania światła N związane z polaryzacją elektronową R.

Bazując na elektromagnetycznej teorii światła Maxwell udowodnił, że dla przezroczystych substancji niepolarnych istnieje zależność:

gdzie n ¥ jest współczynnikiem załamania światła substancji przy nieskończonej długości fali, l ® ¥.

Podstawmy relację Maxwella do wzoru (4.21). Otrzymujemy następujące równanie

R= (4.23)

Ponieważ R = P el = ,

To (4.24)

Zależność (4.24) nazywa się wzorem Lorentza–Lorentza. Odnosi się do współczynnika załamania światła substancji N z polaryzacją elektroniczną A jego cząstki składowe. Wzór (4.24) uzyskał w 1880 roku holenderski fizyk H.A. Lorentz i niezależnie od niego duński fizyk L. Lorentz. Wzór (4.23) jest wygodny w użyciu dla substancji czystych.

Współczynnik załamania światła N zależy od długości fali zgodnie ze wzorem Cauchy’ego:

n l = n ¥ + a/l 2 ,

gdzie a jest pewną stałą empiryczną.

W związku z tym załamanie jest również funkcją długości fali, tj. R = f(l).

Zwykle do określenia refrakcji wystarczy posłużyć się współczynnikiem załamania światła odpowiadającym widzialnemu obszarowi widma. Jako wzorzec przyjęto żółtą linię w widmie sodu (w celu dokładniejszego określenia współczynnika załamania światła jako źródło światła stosuje się lampę sodową). Długość fali odpowiadająca żółtej linii Na, l D = 5893 A 0 = 589,3 nm. Odpowiedni współczynnik załamania światła nD.

W przypadku substancji niepolarnych n słabo zależy od częstotliwości (lub długości fali).

Na przykład dla benzenu A

W przypadku substancji polarnych zależność Maxwella nie obowiązuje. Tak, na wodę A .

Jeśli cząsteczkę uważa się w przybliżeniu za kulę o promieniu R, następnie a » r 3,

i R = , (4,25)

te. załamanie molowe R jest równe objętości wszystkich cząsteczek, zawarty w jednym molu substancji i charakteryzuje polaryzowalność wszystkich elektronów zawartych w 1 molu substancji. To jest fizyczne znaczenie załamania światła.

Wymiar [R] = m 3 (w systemie SI), [R] = cm 3 (w systemie GHS).

Refrakcja molowa R posiada szereg właściwości, dzięki czemu znajduje szerokie zastosowanie w rozwiązywaniu zagadnień związanych ze strukturą materii.

Rozważmy właściwości załamania światła.

1. Załamanie praktycznie nie zależy od stanu skupienia, temperatury, ciśnienia. Dlatego można to uznać za pewne stały charakterystyczne dla danej substancji.

2. Refrakcja molowa jest wielkością przyłączeniowy . Właściwość ta przejawia się w tym, że załamanie cząsteczki będzie składać się z załamania jonów, atomów, grup atomowych i poszczególnych wiązań.

Zatem załamanie molowe substancji można obliczyć za pomocą wzoru:

R= , (4.26)

gdzie R i (at) – refrakcja atomowa;

R i (inc) – załamanie przyrostów, tj. dodatkowe warunki dotyczące wiązań podwójnych, potrójnych, cykli itp.;

n i – liczba atomów, wiązań, cykli.

Ta druga metoda jest fizycznie bardziej uzasadniona, ponieważ polaryzowalna chmura elektronów należy do wiązania, a nie do poszczególnych atomów. Jednak obie metody zwykle prowadzą do prawie takich samych wyników.

Wartości załamania poszczególnych atomów i wiązań otrzymano poprzez porównanie eksperymentalnych wartości załamań molowych określonych na podstawie współczynników załamania światła dla różnych cząsteczek zawierających te atomy i wiązania.

3. Załamanie jest wielkością składowy , tj. wartość R można wykorzystać do oceny struktury cząsteczek.

Zastosowanie refrakcji. Używając wartości refrakcji, możesz rozwiązać wiele problemów:

1. Obliczanie polaryzowalności elektronowej el i efektywny promień cząstki (atom, cząsteczka). Korzystając ze wzoru Lorentza–Lorentza (4.24) i relacji a el » r 3 możemy napisać:

,

(4.27)

Jednak wartość dla R obliczona ze wzoru (4.28) jest poprawna tylko w pierwszym przybliżeniu.

2. Refrakcja może być użyte dla przybliżonego oszacowania momentu dipolowego cząsteczek polarnych .

Wiadomo, że P = P el + P w + P lub

Ponieważ P. o godz<< П эл, то П » П эл + П ор или П = R + П ор,

stąd P lub = P – R

Z drugiej strony P lub =

Z dwóch ostatnich wyrażeń otrzymujemy:

(4.29)

Ta metoda oznaczania M ma sens tylko w przypadku substancji słabo polarnych, ponieważ cząsteczki polarne oddziałują ze sobą. Znacznie skuteczniejsze jest określenie polaryzacji metodą rozcieńczonych roztworów substancji polarnych w rozpuszczalnikach niepolarnych.

3. Można zastosować równanie R 1,2 = x 1 R 1 + x 2 R 2 w celu określenia składu mieszaniny I składniki refrakcyjne . Na podstawie wartości refrakcji można określić stężenie roztworów z bardzo dużą dokładnością.

x 2 = , (4,30)

gdzie R1 oznacza załamanie rozpuszczalnika;

R2 - załamanie rozpuszczonej substancji;

R 1,2 - załamanie mieszaniny.

4. Konstytutywność refrakcji używany jako prosty sposób sprawdzenia poprawności oczekiwanej struktury cząsteczek .

Przy określaniu wzoru strukturalnego substancji należy postępować w następujący sposób:

A) określić R, N w jednej temperaturze;

B) zgodnie ze wzorem Lorentza – Lorentza obliczają R– wartość eksperymentalna;

V) Po napisaniu kilku wzorów strukturalnych odpowiadających wzorowi empirycznemu substancji oblicz wartość załamania światła dla każdej struktury, korzystając do tego z danych tabelarycznych R o godz I R Św;

G) porównać eksperymentalną wartość załamania światła R op i obliczone R oblicz. Prawidłowy wzór strukturalny to ten z R op najbliżej R oblicz .

REFRAKCJA MOLEKULARNA

(R) - wiąże polaryzowalność elektronową a substancji (patrz Polaryzowalność atomy, jony i cząsteczki) wraz z jego obecnością refrakcja W granicach stosowalności wyrażeń dla M. r. ona, charakteryzująca się jako P, zdolność substancji do załamywania światła różni się od N w tym sensie, że praktycznie nie zależy od gęstości, temperatury i stanu skupienia substancji.

Podstawowy f-la M. r. wygląda jak

Gdzie M- masa cząsteczkowa substancji, r to jej gęstość, N A - stała Avogadro. F-la (*) jest odpowiednikiem Wzór Lorentza – Lorentza(z tymi samymi ograniczeniami stosowania), ale w liczbie mnogiej. przypadkach jest wygodniejsze ze względów praktycznych. Aplikacje. Często pan r. można przedstawić jako sumę „załamań” atomów lub grup atomów tworzących cząsteczkę złożonej substancji lub ich wiązań w takiej cząsteczce. Na przykład pan r. węglowodór nasycony CkH 2 k+2 jest równe kR C+ + (2 k + 2)R N ( k= 1, 2,...). Jest to ważna właściwość M. r. - addytywność - pozwala z powodzeniem stosować refraktometrię. metody badania struktury związków, wyznaczania momentów dipolowych cząsteczek, badania wiązań wodorowych, wyznaczania składu mieszanin oraz innych metod fizykochemicznych. zadania.

Oświetlony.: Volkenshtein M.V., Cząsteczki i ich struktura, M.-L., 1955; Ioffe B.V., Refraktometryczne metody chemii, wyd. 3, Leningrad, 1983; patrz także lit. w art. Wzór Lorentza – Lorentza.

• - specjalny rodzaj załamania światła w kryształach dwuosiowych, obserwowany w przypadkach, gdy kierunek wiązki światła pokrywa się z kierunkiem światła. optyczny oś kryształu...

  Encyklopedia fizyczna

• - w optyce krystalicznej specjalny rodzaj załamania wiązki promieni świetlnych na powierzchni dwuosiowego kryształu, obserwowany w przypadkach, gdy kierunek wiązki pokrywa się z s.l. optyczny...

  Encyklopedia fizyczna

• - nieliniowe rozchodzenie się światła: ஐ „I dopiero załamanie oka, na skutek bezwładności siatkówki, która nie rozróżnia obrazów następujących po sobie szybciej niż dwadzieścia razy na sekundę, stwarza złudzenie, że to my. ..

  Świat Lema - słownik i przewodnik

• - krzywizna promieni świetlnych, droga fal radiowych, kierunek rozchodzenia się dźwięku ze względu na niejednorodność ośrodka...

  Słownik morski

• - załamanie promieni świetlnych w atmosferze ziemskiej. Prawa załamania są określone w art. Dioptria. Gdyby atmosfera była jednorodna, wówczas promienie światła załamane na granicy rozchodziłyby się po linii prostej...

  Słownik encyklopedyczny Brockhausa i Eufrona

• - patrz Refrakcja...
• - patrz Refrakcja...

  Wielka encyklopedia radziecka

• - patrz Refrakcja w astronomii...

  Wielka encyklopedia radziecka

• - patrz Refrakcja molekularna...

  Wielka encyklopedia radziecka

• - R., D., Pr....

  Słownik pisowni języka rosyjskiego

• - REFRAKCJA, załamania, liczba mnoga. nie, kobieta . Załamanie wiązki światła. || Pozorne przemieszczenie widzialnego ciała niebieskiego, powstające w wyniku załamania promieni w atmosferze ziemskiej. Korekta refrakcji...

  Słownik wyjaśniający Uszakowa

• - załamanie g. 1. Załamanie promieni świetlnych w atmosferze objawiające się pozornym przemieszczeniem lub zmianą kształtu odległych obiektów. 2...

  Słownik wyjaśniający autorstwa Efremowej

• - REFRAKCJA i, g. załamanie, niemiecki Refrakcja łac. refrakcja załamana. 1. Załamanie promieni świetlnych w atmosferze objawiające się pozornym przemieszczeniem lub zmianą kształtu odległych obiektów. BAS-1...

  Historyczny słownik galicyzmów języka rosyjskiego

• - Zmiana kierunku wiązki światła podczas przejścia przez inny ośrodek...

  Słownik obcych słów języka rosyjskiego

• - ...

  Formy słów

• - skrzywienie, emmetropia,...

  Słownik synonimów

„REFRAKCJA MOLEKULARNA” w książkach

EKOLOGIA MOLEKULARNA

Z książki Ekologia przez Mitchella Paula

EKOLOGIA MOLEKULARNA W prasie często pojawiają się doniesienia, jakoby handlarze dziką fauną i florą pod pozorem handlu towarami całkowicie legalnymi próbowali sprzedawać zabronione gatunki lub produkty pochodzące od zagrożonych gatunków zwierząt.

Refrakcja

Z książki Słownik encyklopedyczny (R) autor Brockhaus F.A.

Nieprawidłowa refrakcja

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (AN) autorstwa autora TSB

Załamanie pionowe

Z książki Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej (BE) autora TSB

Refrakcja molekularna

Z książki Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej (MO) autora TSB

Refrakcja boczna

Z książki Wielkiej Encyklopedii Radzieckiej (BO) autora TSB

Załamanie (geodezyjne)

TSB

Załamanie (dźwięku)

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (RE) autora TSB

Refrakcja molekularna

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (RE) autora TSB

Refrakcja (załamanie światła)

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (RE) autora TSB

Załamanie (światła w atmosferze)

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (RE) autora TSB

Specyficzne załamanie

Z książki Wielka radziecka encyklopedia (UD) autora TSB

Rozdział 2 Refrakcja oka

Z książki Wykłady kliniczne z okulistyki autor Basiński Siergiej Nikołajewicz

Rozdział 2 Refrakcja oka Ludzkie oko jest złożonym układem optycznym. Anomalie tego systemu są powszechne wśród populacji. W wieku 20 lat około 31% wszystkich ludzi ma dalekowzroczność i nadwzroczność; około 29% to osoby krótkowzroczne lub krótkowzroczne, a tylko 40% ludzi

CZĘŚĆ III REFRAKCJA I AKMODACJA

Z książki Podręcznik okulisty autor Podkolzina Vera

CZĘŚĆ III REFRAKCJA I AKMODACJA

Refrakcja

Z książki Qigong dla oczu przez Zhong Bin’a

Refrakcja Refrakcja to zdolność oka do załamywania promieni świetlnych, gdy mięsień rzęskowy (ciało rzęskowe) jest w spoczynku, za pomocą której soczewka mniej lub bardziej załamuje promienie świetlne wpadające do oka. Oznacza to, że następuje zmiana rozmiaru soczewki: to lub

Prawie wszystkie metody badania polaryzowalności opierają się na zmianach właściwości światła podczas jego interakcji z materią. Przypadkiem ograniczającym jest stałe pole elektryczne.

Wewnętrzne pole lokalne F działające na cząsteczkę nie jest identyczne z zewnętrznym polem E nałożonym na dielektryk. Aby to obliczyć, zwykle wykorzystuje się model Lorentza. Według tego modelu

F = (e + 2) ∙ mi / 3,

gdzie e jest stałą dielektryczną (przepuszczalnością).

Suma momentów dipolowych indukowanych w każdej z cząsteczek N 1 zawartych w jednostkowej objętości to polaryzacja substancji

P = N 1 ∙a∙F = N 1 ∙a∙E∙(e+2)/3,

gdzie a jest polaryzowalnością.

Polaryzację molową (cm 3 /mol) opisuje równanie Clausiusa-Mossottiego

P = (e-1) / (e+2)∙M/r = 2,52∙10 24 ∙a,

w układzie SI (F∙m 2 ∙mol -1)

P = N∙a / 3∙e 0 = 2,52∙10 37 ∙a

W przypadku przemiennego pola elektrycznego, w tym pola fali świetlnej, w zależności od częstotliwości pojawiają się różne składowe polaryzacyjne na skutek przesunięcia elektronów i jąder atomowych.

W przypadku dielektryków niepolarnych, zgodnie z teorią Maxwella, e = n 2, zatem po odpowiednim zastąpieniu otrzymuje się równanie refrakcji molekularnej Lorentza-Lorentza

R = (n 2 –1) / (n 2 +2)∙M / r = 4/3∙p∙N∙a,

gdzie n jest współczynnikiem załamania światła; r - gęstość; N jest liczbą Avogadro.

Podobne równanie może opisać specyficzne załamanie

(n 2 –1) / (n+2)∙1/r = 4/3∙p∙N 1 ∙a.

Załamanie molekularne to polaryzacja jednego mola substancji w polu elektrycznym fali świetlnej o określonej długości. Takie jest fizyczne znaczenie refrakcji molekularnej.

Po ekstrapolacji na nieskończoną długość fali otrzymuje się polaryzację elektronową Pe:

P mi = P ¥ = (n 2 ¥ -1)/(n 2 ¥ +2)∙M/r = 4/3∙N∙a mi

Obliczenia na podstawie refrakcji molekularnej są jedyną praktycznie stosowaną metodą wyznaczania średniej polaryzowalności a, cm 3. Podstawienie wartości liczbowych stałych daje

za = 0,3964∙10 24 ∙R ¥ .

Eksperymentalne określenie refrakcji molekularnej obejmuje pomiary współczynnika załamania światła i gęstości.

Najważniejszą właściwością refrakcji molekularnej jest jej addytywność. Możliwość obliczenia a priori wartości załamania światła na podstawie przyrostów odpowiednich atomów i wiązań pozwala w niektórych przypadkach na dokładną identyfikację związku chemicznego, a także na badanie powstałych oddziaływań wewnątrz- i międzycząsteczkowych na podstawie odchyleń eksperyment z obliczeń.

Załamanie mieszaniny jest addytywne - specyficzne załamanie przez ułamki masowe składników w, molekularne - przez ułamki molowe x, co umożliwia obliczenie załamania substancji na podstawie danych dla roztworów. Jeśli oznaczymy parametry rozpuszczalnika przez indeks 1, rozpuszczoną substancję przez 2, a roztwór przez 1,2, otrzymamy

R 2 =1/f 2 ×[(n 1,2 2 – 1)/(n 1,2 2 + 2) × (M 2 f 2 + M 1 (1 – f 2))/r 1,2 – R 1 × (1 – f 2)] .

Wyrażając stężenie w molach na 1 litr (C), mamy

R 2 =(n 1 2 –1)/(n 1 2 +2)(M 2 /r 1 –1000/C(r 1,2 –r 1)/r 1)+1000/C((n 1, 2 2 –1)/(n 1,2 2 +2)–(n 1 2 –1)(n 1 2 +2)).

Najlepsze wyniki uzyskuje się poprzez graficzną lub analityczną ekstrapolację współczynników załamania światła lub gęstości roztworów do nieskończonego rozcieńczenia. Jeśli zależności stężeń tego ostatniego wyrażą się równaniami

r 1,2 = r 1 ×(1 + b×w 1),

n 1,2 = n 1 × (1 + g×w 2),

następnie załamanie właściwe

¥ R 2 = R 1 (1-b) + 3n 1 2 g/r 1 (n 1 2 + 2) 2 .

Podczas wykonywania pomiarów w roztworach konieczne jest spełnienie określonych warunków doświadczalnych, w szczególności zastosowanie maksymalnych możliwych stężeń analitu.

4.1.1 Obliczanie wartości polaryzowalności atomów i cząsteczek na podstawie danych refraktometrycznych. Boettcher na podstawie modelu Onsagera otrzymał równanie refrakcji molekularnej w postaci

R=4/3pNa9n 2 /((n 2 +2)[(2n 2 +1)–a/r 3 (2n 2 –2)]),

gdzie r jest promieniem cząsteczki.

Równanie to pozwala jednocześnie określić polaryzowalność i rozmiary cząsteczek.

Powszechne stało się przybliżone obliczenie polaryzowalności atomu jako pewnego ułamka polaryzowalności elektronowej lub załamania molekularnego: Pa = kP e, gdzie współczynnik k wynosi 0,1 lub 0,05.

4.1.2. Addytywny charakter refrakcji molekularnej i polaryzowalności. Podstawą, na której opiera się wykorzystanie polaryzowalności do ustalenia struktury chemicznej, rozkładu elektronów i charakteru oddziaływań wewnątrzcząsteczkowych, konfiguracji i konformacji cząsteczek, jest idea addytywności wielkości molekularnych. Zgodnie z zasadą addytywności każdemu fragmentowi struktury – wiązaniem chemicznym, atomowi, grupie atomów, a nawet poszczególnym parom elektronów – przypisana jest określona wartość rozpatrywanego parametru. Wartość molekularna jest reprezentowana jako suma tych fragmentów strukturalnych. Każda cząsteczka to układ atomów lub wiązań oddziałujących ze sobą. Ścisła addytywność zakłada, że ​​parametry każdego fragmentu strukturalnego pozostają niezmienione podczas przejścia z jednej zawierającej go cząsteczki do drugiej. Wszelkie interakcje prowadzą do zmian we właściwościach atomów i wiązań lub do pojawienia się dodatkowych wkładów do wielkości molekularnych. Innymi słowy, wartość addytywna właściwości przypisanej każdemu atomowi zależy nie tylko od jego natury, ale także od otoczenia w cząsteczce. Dlatego żadna właściwość fizyczna nie może być ściśle addytywna. W takiej sytuacji sposób stosowania zasady addytywności należy dostosować do określonych warunków.

Do chwili obecnej wyłoniły się dwa główne trendy w opracowywaniu i stosowaniu schematów addytywnej polaryzacji. Z jednej strony zależność parametrów polaryzowalności atomów lub wiązań od ich otoczenia zmusza do określenia schematu addytywnego, wprowadzając np. przyrosty dla atomów dowolnego pierwiastka w różnych stanach walencyjnych lub różnych typach wiązań; następnie uwzględnia się charakter podstawienia na sąsiednim atomie itp. W pewnym sensie podejście to prowadzi do zbioru polaryzowalności każdego fragmentu lub do obliczenia średnich polaryzowalności i anizotropii dużych jednostek strukturalnych, rodzaju „subcząsteczek”, które automatycznie uwzględniają zachodzące w nich interakcje.

Druga tendencja polega na stosowaniu jakiegoś schematu addytywnego i uznawaniu wszelkich odchyleń od niego za przejawy interakcji.

Pierwsze podejście uważa się za bardziej akceptowalne przy badaniu przestrzennej struktury cząsteczek, gdy identyfikacja skutków wzajemnego oddziaływania jest nieistotna.

Drugie podejście stosuje się głównie przy analizie struktury elektronowej sztywnych cząsteczek.

W 1856 roku Berthelot wskazał, że istnieje prosta zależność pomiędzy załamaniami molekularnymi sąsiadujących członków szeregu homologicznego:

R n–1 – R n = const = R CH 2

Zgodnie z tym równaniem załamanie molekularne n-tego członka szeregu homologicznego można uznać za sumę załamań molekularnych pierwszego członka i n–1 grup CH 2:

R n = R 1 + (n–1)∙R CH2 ,

gdzie n jest numerem seryjnym członka serii homologicznej.

W chemii do obliczania refrakcji molekularnej stosuje się dwa schematy - przez atomy i wiązania tworzące badany związek.

Według pierwszego schematu załamanie molekularne dla niektórych grup związków zależy jedynie od rodzaju i liczby atomów w cząsteczce i można je obliczyć, sumując załamania atomowe charakterystyczne dla danego pierwiastka:

R(C n H m O p X g)=n×R C +m×R H +p×R O +g×R X ,

gdzie R(C n H m O p X g) oznacza załamanie molekularne związku o składzie C n H m O p X g; RC, RH itp. – załamania atomowe węgla, wodoru i innych pierwiastków.

W drugim przypadku załamanie molekularne oblicza się na podstawie wiązań. Zastosowanie tego schematu obliczeń ułatwiło ustalenie wpływu charakteru wiązań na refrakcję molekularną, co miało ogromne znaczenie, ponieważ otworzyło możliwość wykorzystania refrakcji molekularnej do określenia struktury substancji organicznych. Wykazano, że wartość refrakcji molekularnej odzwierciedla także charakter wiązań innych pierwiastków. Oprócz charakteru atomów tworzących wiązanie i krotności wiązania, udowodniono wpływ cykli naprężonych na refrakcję molekularną i wyprowadzono specjalne przyrosty dla trójczłonowych, a następnie czteroczłonowych pierścieni węglowych.

W złożonych grupach funkcyjnych z pierwiastkami wielowartościowymi (–NO 2 , –NO 3 , –SO 3 itp.) nie da się ściśle określić refrakcji atomowej bez założeń warunkowych, dlatego zaczęto stosować grupowe załamania rodników.

Następnie stwierdzono, że o wartościach załamania molekularnego decyduje głównie liczba i właściwości wyższych (walencyjnych) elektronów biorących udział w tworzeniu wiązań chemicznych, ponadto decydującą rolę odgrywa charakter wiązań chemicznych. W związku z tym Steiger (1920), a następnie Fajans i Klorr zaproponowali rozważenie refrakcji molekularnej jako sumy załamań wiązań. Na przykład dla CH 4:

R CH4 = R do + 4R H = 4R C-H

R C-H = R H + 1/4×R C

R CH2 = R do + 2×R H = R C-C + 2×R C-H

R do - do = 1/2×R do

Metoda obliczania wiązań za pomocą refrakcji jest bardziej spójna, prostsza i dokładniejsza. W chemii stosuje się zarówno załamanie wiązań, jak i załamanie atomowe.

• Początek
• Sekcje nauk przyrodniczych

Refrakcja molekularna

Animacja

Opis

Refrakcja molekularna łączy polaryzowalność molekularną a substancji z jej współczynnikiem załamania światła n. W granicach stosowalności wyrażenia (1) charakteryzuje, podobnie jak n, zdolność substancji do załamywania światła. Jednocześnie załamanie molekularne różni się od n tym, że praktycznie nie zależy od gęstości, temperatury i stanu agregacji substancji. Podstawowy wzór na refrakcję molekularną to:

, (1)

gdzie M jest masą cząsteczkową substancji;

r jest gęstością substancji;

N A - stała Avogadra.

Wzór (1) jest odpowiednikiem wzoru Lorentza-Lorentza (z tymi samymi ograniczeniami stosowalności), lecz w wielu przypadkach jest wygodniejszy w zastosowaniach praktycznych. Często załamanie molekularne można przedstawić jako sumę „załamań” atomów lub grup atomów tworzących cząsteczkę złożonej substancji lub ich wiązań w takiej cząsteczce. Na przykład załamanie molekularne nasyconego węglowodoru C k H 2k+2 jest równe kR c + (2k+2)R h.

Charakterystyka czasowa

Czas inicjacji (log do -9 do -6);

Czas życia (log tc od -6 do 9);

Czas degradacji (log td od -9 do -6);

Czas optymalnego rozwoju (log tk od -6 do 6).

Diagram:

Techniczne wdrożenia efektu

Techniczna realizacja efektu

Schemat realizacji technicznej przedstawiono na rys. 1. Promieniowanie lasera helowo-neonowego przechodzi przez pryzmatyczne naczynie wypełnione propanem pod ciśnieniem atmosferycznym. Następnie ciśnienie propanu wzrasta, aż do jego skroplenia. Wraz ze wzrostem ciśnienia monotonicznie wzrasta kąt odchylenia przesyłanej wiązki.

Obserwacja refrakcji molekularnej

Ryż. 1

Stosowanie efektu

Refrakcja molekularna pozwala z powodzeniem badać struktury związków, wyznaczać momenty dipolowe cząsteczek, badać wiązania wodorowe, określać skład mieszanin i rozwiązywać inne problemy fizykochemiczne.