PROPRIETATI ELECTRICE SI MAGNETICE ALE SUBSTANTELOR

Proprietatile electrice si magnetice ale moleculelor sunt responsabile de aparitia si existent unor proprietati ale materiei; dezechilibrele in distributia sarcinilor moleculelor le permit sa interactioneze intre ele sau cu un camp extern aplicat. Aceste interactiuni se afla la originea coeziunii intre molecule si constituirea fazei materiei si sunt la originea intelegerii formulelor adoptate de macromoleculele biologice.

Proprietati electrice

Proprietatile electrice pot fi atribuite influentei exercitate de nucleele atomice purtand diferite sarcini electrice sau datorate efectului de interactiune dintre nucleul atomic si actiunea unui camp extern. In primul caz rezulta un moment dipolar electric, in al doilea caz indicele de refractive, activitatea optica.

Momentul electric dipolar permanent si indus

Fie doua sarcini electrice: un dipol electric = doua sarcini electrice +q si –q separate de o distanta l. Dispunerea sarcinilor este reprezentata de un vector moment dipolar electric µ=q*l; [µ]=1D (Debye)

1D = 3,335*10^-30 C*m

Ex: pentru o pereche +e si e- separate de d = 100 pm

µ = 1,6*10^-29 C*m = 4,8 D

O molecula polara prezinta un moment permanent rezultat datorita sarcinilor partiale ale atomilor, care se datoreaza diferentei de electronegativitate sau altor caracteristici ale legaturilor chimice. Sub actiunea campului electric, moleculele nepolare vor prezenta sau dobandi un moment dipolar indus datorita deformarilor in distributia electronica si in pozitia nucleului atomic; acest moment indus este temporar si in… in momentul indepartarii campului electric aplicat.

Polarizatia P este densitatea momentului dipolar electric adica reprezinta momentul dipolar mediu multiplicat cu densitatea de molecule. (nr de molecule in unitatea de volum)

Cand E=0 (absorbtia campului electric) => P=0 pentru un esantion (proba) fluida izotropa µ = 0 (moleculele adopta orientari aleatorii). In prezenta lui E diferit de 0 => P diferit de 0 datorita faptului ca dipolii electrici tind sa se alinieze adoptand orientari precise corespunzand unor nivele de energie mai scazute.

Rezultanta a doua momente dipolare care fac un unghi θ.

Pitagora generalizata:

In prezenta unui camp electric si la o temperatura T , < µ > ≠ 0

< µ >= µ2∗E

3kT E=constantadielectrica amediului respectiv

Momentul electric indus: µ¿~ E (direct proportional)

µ¿=α∗E, α = polarizabilitatea molecule

- Cu cat αcreste => µ creste indus de campul extern

- Cand E extern este foarte mare in cazul undelor laser de exemplu