Діелектрики, молекулярна будова, електричний момент

Діелектриком називається речовина, основною електричною властивістю якого є здатність поляризуватися в електричному полі.

Характерною рисою діелектриків є наявність сильна зв'язаних позитивних і негативних зарядів у молекулах, з яких складається речовина. З існуючих видів зв'язку для діелектриків, застосовуваних в електро - і радіотехніку, найбільш типовими є ковалентна неполярна, ковалентна полярна або гомеополярна, іонна або гетерополярна, донорно-акцепторна. Сили зв'язку визначають не тільки будова й основні властивості речовини, але й наявність хаотично або упорядоченно орієнтованих електричних моментів у мікро - або макроскопічному обсягах цієї речовини.

Електричний момент з'являється в системі із двох однакових по величині й різнойменних за знаком електричних зарядів ±q , розташованих на деякій відстані друг від друга, і визначається співвідношенням

Таку систему зарядів прийнято називати дипольною, а молекулу, утворену цією системою зарядів, - диполем.

Ковалентний зв'язок виникає при об'єднанні атомів у молекули, у результаті якого відбуваються усуспільнення валентних електронів і доповнення зовнішньої електронної оболонки до стійкого стану.

Молекули з ковалентним неполярним зв'язком виникають при об'єднанні однойменних атомів типу H₂, С₂, Сl₂, С, S, Sі й т.д. і мають симетричну будову. У результаті збігу центрів позитивного й негативного зарядів електричний момент молекули дорівнює нулю, молекула неполярна й речовина (діелектрик) - неполярне.

Якщо молекули з ковалентним зв'язком утворяться з різнойменних атомів за рахунок усуспільнення пара валентних електронів, наприклад Н₂О, СН₄, СН₃Сl і т.д., то відсутність або наявність електричного моменту буде залежати від взаємного розташування атомів відносно один одного. При симетричному розташуванні атомів й, отже, збігу центрів зарядів молекула буде неполярною. При несиметричному розташуванні атомів за рахунок зсуву центрів зарядів на певну відстань виникає електричний момент, молекула називається полярної й речовину (діелектрик) - полярним.

Структурні моделі неполярних і полярних молекул представлені на Риc. 2.1.

Риc . 2.1. Структури молекул з ковалентним зв'язком.

Незалежно від того, полярний або неполярний діелектрик, наявність електричного моменту в молекулах приводить до виникнення власного електричного поля в кожному мікроскопічному обсязі речовини. При хаотичній орієнтації електричних моментів молекул за рахунок їхньої взаємної компенсації сумарне електричне поле в діелектрику дорівнює нулю. Якщо електричні моменти молекул орієнтовані переважно в одному напрямку, то електричне поле виникає в повному обсязі речовини. Таке явище спостерігається в речовинах з мимовільної (спонтанної) поляризацією, зокрема в сегнетоелектриках.

Іонний і донорно-акцепторний зв'язки виникають при утворенні речовини з різнойменних атомів. При цьому атом одного хімічного елемента віддає, а іншої приєднує або захоплює електрон. У результаті утворяться два іони, між якими виникає електричний момент.

Таким чином, по будові молекул діелектрики можна розділити на три групи:

- неполярні, електричний момент молекул яких дорівнює нулю;

- полярні, електричний момент молекул яких відмінний від нуля;

- іонні, у яких електричний момент виникає між іонами

хімічних елементів, що становлять речовину.

Наявність електричних моментів у діелектриках, незалежно від причин їхнього виникнення, визначає їхня основна властивість - здатність поляризуватися в електричному полі.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Обробка результатів вимірювань	\|	Поляризація діелектриків

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.