Välise elektrivälja puudumisel on dielektriku molekulide dipoolmomendid kas võrdsed nulliga (mittepolaarsed molekulid) või ruumis suundadelt kaootiliselt jaotunud (polaarsed molekulid). Mõlemal juhul on dielektriku summaarne elektriline moment võrdne nulliga. . Välise välja toimel dielektrik polariseerub. See tähendab, et dielektriku resulteeriv elektriline moment muutub nullist erinevaks. Mittepolaarse molekuli laenguid nihutatakse üksteise suhtes, ta muutub polaarseks ja omab dipoolmomenti. Polaarset pööratakse väljaga samasihiliseks ja deformeeritakse nii, et dipoolmoment samuti suureneb. Mõlemal juhul püüab väli asetada dipoolimomente korrapäraselt, väljasihiliseks. Soojusliikumine omakorda püüab korrapära ära kaotada. Polarisatsioon on seda tugevam, mida tugevam on väline väli . Tugevam väli suudab dipoole korrapäraselt asetada, s.t soojuslikule liikumisele ebakorrapärale- vastu seista.
reaalgaasid on veeldatavad, seega gaasi molekulide vahel peavad eksisteerima tõmbejõud. Niimoodi saadud (aga ka muud) vedelikud ei ole kergesti kokkusurutavad, seega peavad eksisteerima ka tugevad tõukejõud molekulide vahel. Tõmbejõud molekulide vahel kasvab molekulide lähenedes ja teatust punktist tõukuvad kiiresti. 36. Kirjeldage tähtsamaid molekulidevahelisi interaktsioone ja selgitage nende sõltuvust osakestevahelisest kaugusest. Ioon-dipool dipoolmomenti omavad molekulid orienteeruvad iooni ümber nii, et iooniga erinimeline dipooli ots oleks suunatud iooni poole, soolalahused. Stabiliseerib süsteemi. 2x kaugemal on interaktsioon 4x nõrgem. Dipool-dipool tahkises, mis koosneb dipoolmomenti omavatest molekulidest, on nende orientatsioon selline, et dipoolide erinimelised otsad oleksid võimalikult lähestikku. Sellise paigutuse korral on dipoolidevahelise interaktsiooni energia maksimaalne. Mida polaarsem seda suurem interaaktsioon
Jõumoment M = p c × E homogeenses elektriväljas F = 0 2. Elektriväli dielektrikus 2.1. Dielektrikute polarisatsioon Dielektrikud kehad, mis ei juhi voolu, puuduvad vabad laengud, mis tekitaksid elektrivoolu Kahesugused dielektrikud (molekulid) o mittepolaarsed (positiivsete ja negatiivsete laengute massikeskmed langevad kokku) o Polaarsed (omavad elektrilist oma dipoolmomenti) Kui elektriväli puudub, siis on dipoolmomentide summa null. Välises elektriväljas dielektriku summaarne dipoolmoment saab nullist erinevaks, mille kohta öeldakse, et molekul polariseerub. Mittepolaarsetes dielektrikutes laengud nihkuvad elektroonne polarisatsioon, polaarsetes molekulides on orientatsiooniline polarisaatsioon. 2.2. Polarisatsioonivektor ja laengud 1 n P= pci (C/m3) V i =1 Isotroopne
vastasmärgilisest punktlaengust, mille vahekaugus d on tunduvalt väiksem kaugusest nende punktideni, kus süsteemi väljatugevust määratakse. 69. Mis on polarisatsioonivektor? Mis määrab summaarse väljatugevuse dielektrikus? Mis on dielektrilise läbitavuse füüsikaline sisu? Polarisatsioonivektor on füüsikaline suurus, mis näitab aine dipoolmomenti ruumiühiku kohta. Summaarse väljatugevuse dielektrikus määrab teda mõjutava elektrivälja tugevuse vahe dielektrikus tekkiva lisaväljaga, mis on vastupidine välise väljaga. Dielektriline läbitavus on aine omadus, mis iseloomustab dielektrikute elektrilise polarisatsiooni võimet. Eristatakse suhtelist ja absoluutset dielektrilist läbitavust.
W. Debye järgi: Kaheaatomilise molekuli dipoolmomendi absoluutväärtus (vektori pikkus) väljendub valemiga Näiteks: HCl molekuli dipoolmoment µ on 1.003 D. Kuna tuumade vahekaugus HCl molekulis on 136 ppm, saab arvutada, et osalaengud HCl-s on vastavalt pluss ja miinus 2,53*1020 C, ehk umbes 0,166 elektroni laengut. Mitte iga molekul, milles esineb polaarseid sidemeid, ei oma nullist erinevat dipoolmomenti. Sõltuvalt molekuli kujust võivad sidemete dipoolmomendi vektorid liituda või üksteist tühistada. Katseliselt määratakse enamasti molekuli kui terviku dipoolmoment. Teades dipoolmomenti, saab teha järeldusi molekuli kuju kohta. Elektronegatiivsus Elektronegatiivsus näitab aatomi võimet tõmmata enda poole elektrone polaarses kovalentses sidemes. Sõltub peamiselt aatomi ionisatsioonienergiast ja elektronafiinsusest. Kasutusel on mitmeid skaalasid, millest enamlevinud on L
Mendeleejevi tabelis. Kovalentse ühendi valemis näidatakse samuti alaindeksitega mitu ühendit moodustavate elementide aatomit on antud molekulis. 9 Molekulide kujud on ennustatavad valentskihi elektronpaaride tõukumise alusel: need elektronpaarid on üksteisest maksimaalsel kaugusel. Molekulid polaarsete kovalentsete sidemetega omavad dipoolmomenti ja on polaarsed (kui molekuli sümmeetria tõttu ei toimu pooluste vastastikkune “nullimine” ruumis). Molekulid, kus ei ole polaarseid kovalentseid sidemeid, on apolaarsed (mittepolaarsed). Lisa 1:Täiendavaid juhiseid anorgaaniliste ühendite valemite kirjutamiseks: Elemendisümbolite järjestus valemis: -elektronegatiivsuse järgi,KCl -iooni iseloomustav element esikohale, OH- -arvesta tegelikku struktuuri, HOCN -katioon enne aniooni,NaCl Koostisosade nimetused:
välja paigutatud laengutele mõjuvad jõud. Elektriväljas dielektrikud polariseeruvad, Ohmi seadus kogu vooluringi kohta: mille tulemusena väli nõrgeneb: voolutugevus vooluringis on võrdeline elektromotoorjõuga ning pöördvõrdeline vooluringi kogutakistusega: dipoolmomenti omavad molekulid I= . R+r orienteeruvad välja sunas. r on sisetakistus () Ioonkristalli (NaCl) R välistakistus polarisatsioon: elektromotoorjõud (V)
dipoolmomentide teatud eelisorientatsioon välise elektrivälja sihis. See on seda tugevam, mida tugevam on väline elektriväli. Sellepärast omandavad nii polaarne kui ka mittepolaarne dielektrik kui tervik elektriväljas nullist erineva summaarse dipoolmomendi. Niisugust nähtust nimetatakse dielektriku polariseerumiseks. Dielektriku polariseerumise intensiivsust iseloomustab tema polarisatsioon. Dielektriku polarisatsiooniks nimetatakse ühe ruumalaühiku dipoolmomenti: Elektrivälja nõrgenemine dielektrikus Elektrivälja asetatud dielektriku polariseerumine, mille käigus dielektrik omandab nullist erineva summaarse dipoolmomendi, põhjustab dielektriku sisemuses täiendava elektrivälja tekkimise. See elektriväli on ilmselt suunatud esialgsele elektriväljale vastu, järelikult peab dielektriku sisemuses elektriväli olema nõrgem kui ta oleks samadel tingimustel vaakumis.
Tihti on tegu ioonkristalliga, mis koosneb laetud osakestest - ioonidest. (Näitena võib tuua naatriumkloriidi - tavalise keedusoola kristalli.) Vedelates ja gaasilistes ainetes on molekulid küll vabad, aga nemadki koosnevad laetud osakestest. Kui tekitada aines elektriväli, võtavad need laetud osakesed uue tasakaaluasendi: ioonid nihkuvad oma varasemast asendist, vaba molekul võib ka pöörduda, joondudes välja järgi (vt. joonis). Vedela dielektriku polarisatsioon: dipoolmomenti omavad molekulid orienteeruvad välja suunas. Mõlemal juhul tekitab laengute nihkumine täiendava elektrivälja, mida nimetatakse indutseeritud väljaks. Et see väli on vastassuunaline nihet esile kutsuva väljaga, siis summaarne väli nõrgeneb ning koos välja nõrgenemisega vähenevad ka sellesse välja paigutatud laengutele mõjuvad jõud. Elektriväljas dielektrikud polariseeruvad, mille tulemusena väli nõrgeneb.
Tihti on tegu ioonkristalliga, mis koosneb laetud osakestest - ioonidest. (Näitena võib tuua naatriumkloriidi - tavalise keedusoola kristalli.) Vedelates ja gaasilistes ainetes on molekulid küll vabad, aga nemadki koosnevad laetud osakestest. Kui tekitada aines elektriväli, võtavad need laetud osakesed uue tasakaaluasendi: ioonid nihkuvad oma varasemast asendist, vaba molekul võib ka pöörduda, joondudes välja järgi (vt. joonis). Vedela dielektriku polarisatsioon: dipoolmomenti omavad molekulid orienteeruvad välja suunas. Mõlemal juhul tekitab laengute nihkumine täiendava elektrivälja, mida nimetatakse indutseeritud väljaks. Et see väli on vastassuunaline nihet esile kutsuva väljaga, siis summaarne väli nõrgeneb ning koos välja nõrgenemisega vähenevad ka sellesse välja paigutatud laengutele mõjuvad jõud. Elektriväljas dielektrikud polariseeruvad, mille tulemusena väli nõrgeneb.
vastassuunaline algväljaga: kus on dielektriline vastuvõtlikkus. Siis kus -i ongi ülalmainitud suhteline dielektriline läbitavus. b) Üldjuhul indutseeritud väli ei tarvitse olla välise väljaga paralleelne. Siis kasutatakse polarisatsioonivektorit 63 Vedela dielektriku polarisatsioon: dipoolmomenti omavad molekulid orienteeruvad välja sunas. kus on molekuli dipoolmoment. Summaarne väli antakse nüüd elektrinihke e. elektrilise induktsiooni vektori abil. Kui , siis on elektrinihke vektor samasuunaline elektrivälja vektoriga: Suhteline dielektriline läbitavus on alati suurem ühest. Algväli , polarisatsioonivektor , ja elektrinihke vektor , Dielektrike kohta on kasulik pidada meeles kaht nähtust:
See on seda tugevam, mida tugevam on väline elektriväli. Sellepärast ellepärast omandavad nii polaarne kui ka mittepolaarne dielektrik kui tervik elektriväljas nullist erineva summaarse dipo olmomendi. Niisugust nähtust nimetatakse dielektriku dipoolmomendi. polariseerumiseks. Dielektriku polariseerumise intensiivsust iseloomustab tema polarisatsioon. Dielektriku polarisatsiooniks nimetatakse ühe ruumalaühiku dipoolmomenti: p P . (11.5) V V Polarisatsiooni arvutamiseks eraldatakse dielektrikus mingi ruumiosa V , liidetakse vektoriaalselt kõik selles ruumiosas leiduvate molekulide dipoolmomendid ja jagatakse tulemus selle ruumiosa suurusega. 11.3 Elektrivälja nõrgenemine nõrg dielektrikus
annaabi.ee 
