29 偶极矩的测定
偶极矩的测定教案
偶极矩的测定一、实验目的：1．了解电容、介电常数的概念，学会测定极性物质在非极性溶剂中的介电常数。
2．了解偶极矩测定原理，方法和计算，并了解偶极矩和分子电性质的关系。
二、实验原理：1．偶极矩与极化度概念：分子根据其正负电荷中心是否重合可分为极性和非极性分子，分子极性的大小常用偶极矩来衡量：μ=q*d。
极性分子具有永久偶极矩，在没有外电场存在时，分子的热运动导致偶极矩各方向机会均等，统计值为0。
当分子置于外电场中，分子沿着电场方向作定向转动，电子云相对分子骨架发生相对移动，骨架也会变形，叫做分子极化，极化程度由摩尔极化度（P）衡量。
P=P转向+P变形=P转向+（P电子+P原子）其中P转向=4/9*πNμ2/KT （1）对于非极性分子，P转向=0外电场若是交变电场，极性分子的极化与交变电场的频率有关。
当交变电场频率小于1010S-1时，极性分子的摩尔极化度为转向极化度和变形极化度的和。
若电场频率为1012S-1~1014S-1的中频电场（红外光区），因为电场交变周期小于偶极矩的松弛时间，转向运动跟不上电场变化，故而P转向=0，P=P电子+P原子。
若交变电场频率大于1015S-1（可见和紫外光区），连分子骨架运动也不上变化，P=P电子。
因为P原子只占P变形的5%到15%，限于实验条件，一般用高频电场代替中频电场，将低频下测的P减去高频下测得的P，就可以得到极性分子的摩尔转向极化度P转向，从而代入（1）就可以算出分子的偶极矩。
2．极化度与偶极矩测定：对于分子间作用很小的体系（温度不太低的气相体系），从电磁理论推得摩尔极化度P与介电常数ε的关系为：P = (ε-1)/(ε+2)*M/ρ上式中假定分子间无相互作用，在实验中，我们必须使用外推法来得到理想情况的结果。
在溶液中分别测定不同浓度下的溶质的摩尔极化度，作图外推至无限稀释的情况，就可以得出分子无相互作用时的摩尔极化度：P2= lim P2 = 3αε1/ (ε1+2)2 * M1/ρ1+(ε1-1) / (ε1+2)* (M2-βM1) /ρ1式中ε1、ρ1、M1为溶剂的值，M2为溶质的分子量。
偶极矩的测定
物理化学实验 偶极矩的测定一． 目的要求1． 理解折射法测定偶极矩的原理2． 掌握折射法测定偶极矩的主要实验技术 3． 用折射法测定乙酸乙酯的偶极矩 二． 基本原理1． 偶极矩和极化率分子由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成，正负电荷的重心可能重合，也可能不重合，前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
表征分子电荷分布的两个最重要的物理量是偶极矩和磁化率。
1912德拜（Debye ）提出用偶极矩μ来度量分子极性的大小，两个带电荷为＋q 和－q 的质点，相距d 远时，体系偶极矩的大小为d q ⋅＝μ （1）偶极矩是一个矢量，在化学中，它的方向规定为从正到负，偶极矩的SI 制单位是库伦·米（C·m ），因为分子中原子间距离的数量级为10-10 m ，电荷的数量级为10-20C ，所以μ的数量级为10-30C·m ，习惯上还用“德拜”作单位，记做D 。
两者关系是1D ＝3.33563×10-30 C·m 。
分子在电场影响下极化，极化有转向极化和诱导极化两类，极性分子在不加电场时，由于分子的热运动，偶极矩指向各方面的概率相同，故大量分子的总的平均偶极矩等于零，在加电场时，极性分子与电场的相互作用能θμcos F E ＝∆ （2）式中F 是分子所在位置的有效电场强度，θ是μ和F 间夹角，为使体系能量最低，分子尽可能定向，使θ在180。
左右，而热运动会破坏分子定向，使θ取任意角度，由转向而产生的平均偶极矩r μ，与F 、μ和T 的关系如下：F kTr 32μμ=式中，k 为玻耳兹曼（1.3806×10-23J·K -1）常数；T 为热力学温度。
令kT32μαμ=，故F r μαμ=，μα称为转向极化率，SI 制单位为C ·m 2∕V 。
非极性分子没有永久偶极矩μ，故在电场中没有转向极化，无论是极性分子还是非极性分子在电场中都有变形变化。
偶极矩的测定ppt课件
厦门大学化学化工学院
1
分子
偶极矩
极性分子
非极性分子
正负电荷中心不重合 正负电荷中心重合
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、实验目的
1．用溶液法测定乙醇的偶极矩。 2．了解分子偶极矩和分子电性质的关系 3．掌握折射法测偶极矩的实验技术。
3
二、实验仪器和试剂
容量瓶(50mL)4只 数字小电容测试仪 电容池一只 电吹风一只 环己烷(AR)预先干燥处理 乙醇(AR)预先干燥处理
6
转向极化：分子沿外电场的方向作定向的转动而产生极化；
变形极化（电子极化和原子极化）：分子中的电子云对分
子骨架的相对移动和分子骨架的变形而产生极化。 极化的程度可用摩尔极化度衡量：
P P转向+P变形＝P转向+(P电子＋P原子）
uur
P转向＝
4 9
LA
2
kT
(1)
7
如何求 P转向 ？ 转向
摩尔极化度（P）
4
三、实验原理与方法 分子极性大小用偶极矩来度量，其定义：
q r
偶极矩是矢量，规定： 方向是从正电荷中心指向负电荷中心
5
极性分子具有永久偶极矩，在没有外电场 存在时，由于分子热运动，偶极矩指向各方向 机会均等，故其偶极矩统计值为零。
若将极性分子置于均匀的外电场中，分子 将会沿电场方向作定向转动，同时分子中的电 子云对分子骨架发生相对移动，分子骨架也会 变形，称为分子极化。极化的程度可用摩尔极 化度P来度量。
标 1
代入12即可求得Cd
14
选择溶剂应考虑以下因素： （a）必须是非极性的 （b）与溶剂的性质（如密度等）相
差越大越好，这样不同浓度溶液测量数据 的差别，测定相对误差小。
偶极矩的测定实验报告思考题
偶极矩的测定实验报告思考题偶极矩的测定实验报告思考题引言：偶极矩是物理学中一个重要的概念，它描述了分子或原子中正负电荷间的差异。
测定偶极矩的实验是一个关键的步骤，它不仅有助于我们理解分子的结构和性质，还在化学和生物学等领域中有广泛的应用。
本文将探讨偶极矩的测定实验，并提出一些思考题，以拓展我们对这一主题的理解。
一、实验方法在实验中，我们可以使用不同的方法来测定物质的偶极矩。
其中一种常用的方法是通过测量分子在电场中的受力来确定偶极矩的大小。
具体步骤如下：1. 准备样品：选择一个具有偶极矩的分子作为样品，例如水分子。
确保样品纯度高并且稳定。
2. 构建电场：使用两个平行的金属板，分别连接正负电源，形成一个均匀的电场。
将样品放置在电场中心。
3. 测量受力：通过测量样品在电场中的受力来确定偶极矩的大小。
可以使用电子天平或其他适当的装置来测量受力。
4. 计算偶极矩：根据样品在电场中受到的力和电场的大小，可以使用公式计算偶极矩的大小。
二、实验结果与讨论在进行实验后，我们得到了样品在电场中受到的力的测量结果。
根据这些数据，我们可以计算出样品的偶极矩。
然而，在实际实验中，我们可能会遇到一些挑战和误差。
1. 实验误差：在实验中，我们需要考虑各种误差来源，例如仪器误差、环境因素和操作误差等。
这些误差可能会对结果产生一定的影响，因此我们需要在实验设计和数据处理中尽量减小这些误差。
2. 样品的复杂性：在实验中，我们通常会选择一种简单的分子来进行测定，以便更好地理解偶极矩的概念。
然而，实际的样品可能具有更复杂的结构和性质，这可能会导致测定结果的不确定性。
3. 实验条件的选择：在实验中，我们需要选择适当的电场强度和测量方法来测定偶极矩。
不同的实验条件可能会导致不同的结果，因此我们需要对实验条件进行合理选择，并进行充分的验证和比较。
三、思考题在实验中，我们可以进一步思考以下问题，以加深对偶极矩的理解：1. 偶极矩与分子结构的关系：偶极矩是由分子中正负电荷间的差异所引起的，那么分子的结构对偶极矩有何影响？是否所有分子都具有偶极矩？2. 偶极矩与分子性质的关系：偶极矩不仅仅是一个物理概念，它还与分子的性质密切相关。
偶极矩的测定实验报告
偶极矩的测定实验报告一、实验目的本实验的目的是通过测量分子的介电常数和偶极矩，来掌握偶极矩的测定方法，了解分子间相互作用力及其对物理和化学性质的影响。
二、实验原理1. 偶极矩偶极矩是描述分子极性的物理量，它是由电荷分布不均匀引起的。
在外电场作用下，带电粒子会发生位移，从而产生偶极矩。
偶极矩大小与分子内部原子之间距离、键长、键角以及原子电负性等因素有关。
2. 介电常数介电常数是描述介质中电场效应强弱程度的物理量。
当外电场作用于介质时，介质中存在着一个由分子团所组成的局部场。
这个局部场会使得外加电场在分子团周围产生扭曲，并且在空间上存在着一定程度上的非均匀性。
因此，在局部场内，外加电场与被扭曲后形成的局部场不完全重合，这就导致了一个相对位移。
这种相对位移所引起的感应电荷称为极化电荷，极化电荷的大小与外加电场强度成正比，与介质的介电常数成反比。
3. 测量偶极矩的方法测量偶极矩的方法有很多种，其中最常用的是测量分子在外电场中受到的力和扭矩。
根据库仑定律，带电粒子在外电场中受到的力与粒子所带电荷量和外加电场强度成正比。
而分子在外电场中所受到的扭矩则是由其偶极矩和外加电场强度决定。
通过测量分子所受到的力和扭矩，可以求出其偶极矩。
4. 测量介质的介电常数测量介质的介电常数通常采用平行板法或圆柱形法。
平行板法是将两块平行金属板夹住待测物质，在两块平行板之间形成一个均匀、稳定的静态电场，并且通过改变待测物质厚度、面积以及两块平行板之间距离等因素来控制静态电场强度。
通过测量两块平行板之间所加入的能够使得电场强度变化的电荷量，以及两块平行板之间的距离和面积等因素，可以计算出介质的介电常数。
三、实验步骤1. 实验装置：偶极矩测定装置、介质测定装置、数字万用表、计算机等。
2. 实验前准备：清洗实验器具，检查仪器是否正常工作。
3. 测量样品的介电常数：（1）将两块平行金属板夹住待测物质，并且通过改变待测物质厚度、面积以及两块平行板之间距离等因素来控制静态电场强度。
偶极矩的测定实验报告
偶极矩的测定实验报告偶极矩的测定实验报告引言：偶极矩是描述分子极性的物理量，对于研究分子的结构和性质具有重要意义。
本实验旨在通过测量分子的偶极矩来探究其分子极性，并通过实验数据分析得出准确的偶极矩数值。
实验材料与方法：实验中使用的材料为一台高精度电子天平、一台高精度电容测量仪和一些具有不同分子极性的化合物样品。
首先，我们将样品放置在电子天平上进行称量，确保每个样品的质量准确。
然后，我们将样品放入电容测量仪中，通过电容的变化来测量样品的偶极矩。
实验步骤：1. 将电容测量仪连接到电源，并进行校准，确保测量的准确性。
2. 将待测样品放入电容测量仪的测量室中，注意避免样品与测量室壁或其他物体接触。
3. 开始测量前，先将电容测量仪的读数归零，确保测量的基准准确。
4. 打开电容测量仪的电源开关，开始进行测量。
5. 每次测量前，先等待一段时间，让样品与测量室达到热平衡。
6. 记录每次测量的电容读数，并计算出对应的偶极矩数值。
7. 重复以上步骤，对不同样品进行测量，得到一系列的偶极矩数值。
实验结果与讨论：通过实验测量得到的一系列偶极矩数值可以用来比较不同化合物的分子极性。
在本实验中，我们选取了苯酚和苯胺作为样品进行测量。
根据实验数据，我们发现苯酚的偶极矩数值较大，而苯胺的偶极矩数值较小。
这是因为苯酚分子中含有氧原子，氧原子的电负性较高，使得苯酚分子呈现一定的极性。
而苯胺分子中的氮原子电负性较低，分子极性较小。
实验结果与理论相符，进一步验证了偶极矩的测定方法的准确性。
通过实验测量得到的偶极矩数值可以为分子结构的研究提供重要参考。
结论：本实验通过测量不同化合物的偶极矩，探究了分子的极性特性。
实验结果表明，苯酚分子具有较大的偶极矩，而苯胺分子具有较小的偶极矩。
这与分子结构和化学性质的理论预期相符，进一步验证了偶极矩的测定方法的可靠性。
通过本次实验，我们不仅了解了偶极矩的概念和测定方法，还深入探讨了分子极性与化学性质之间的关系。
偶极矩的测定、极化曲线(化工专业)汇总
偶极矩的测定一、实验目的（1）用溶液法测定三氯甲烷的偶极矩。
（2）了解介电常数法测定偶极矩的原理。
（3）掌握测定液体介电常数的实验技术。
二、基本原理（一）实验原理分子可近似看成由电子云和分子骨架(包括原子核和内层电子)组成。
非极性分子的正、负电荷中心是重合的，而极性分子的正、负电荷中心是分离的，其分离程度的大小与分子极性大小有关，可用“偶极矩”这一物理量来描述。
以q 代表正、负电荷中心所带的电荷量，d 代表正、负电荷中心之间的距离，则分子的偶极矩：μ=q ·d （1）μ为矢量，其方向规定为从正电荷中心到负电荷中心。
极性分子具有的偶极矩又称永久偶极矩，在没有外电场时，由于分子的热运动，偶极矩指向各个方向的机会相同，故偶极矩的统计值为零。
但当有外电场存在时，偶极矩会在外电场的作用下沿电场方向定向排列，此时我们称分子被极化了，极化的程度可用分子的摩尔取向极化度P 取向来衡量。
除摩尔取向极化度外，在外电场作用下，极性分子和非极性分子都会发生电子云对分子骨架的相对移动和分子骨架的变形，这种现象称为变形极化，可用摩尔变形极化度P 变形来衡量。
显然，P 变形由电子极化度P 电子和原子极化度P 原子组成。
所以，对极性分子而言。
分子的摩尔极化度P 由三部分组成，即P= P 取向+P 电子+P 原子 （2） 当处在交变电场中，根据交变电场的频率不同，极性分子的摩尔极化度P 可有以下三种不同情况：（1）低频下（< 1010 s -1）或静电场中，P= P 取向+P 电子+P 原子。
（2）中频下（1012～1014 s -1）即红外频率下，由于极性分子来不及沿电场取向，故P 取向=0，此时P=P 变形=P 电子+P 原子。
（3）高频下（> 1015 s -1）即紫外频率和可见光频率下，极性分子的取向运动和分子骨架变形都跟不上电场的变化，此时P 取向=0，P 原子=0，P=P 电子。
因此，只要在低频电场下测得P ，在红外频率下测得P 变形，两者相减即可得到P 取向。
偶极矩的测定实验报告
偶极矩的测定实验报告1. 引言在物理学中，偶极矩是描述分子或物体极性的重要物理量。
测定偶极矩的实验对于研究分子结构和相互作用具有重要意义。
本实验旨在通过测定液体中溶质分子的偶极矩，探究偶极矩的测定方法和实验原理。
2. 实验原理在外电场作用下，偶极矩会受到力矩的作用，使分子发生取向。
根据电场力矩的大小和方向，可以计算出分子的偶极矩大小。
实验中常用的测定偶极矩的方法主要有电滚筒法和导电性法。
2.1 电滚筒法电滚筒法通过测量溶液在外电场下的旋转速度来测定偶极矩。
当溶质分子具有偶极矩时，溶液会发生旋转，旋转速度与偶极矩成正比。
2.2 导电性法导电性法是通过测量溶液的电导率来间接计算偶极矩。
溶液中的溶质分子会影响溶液的电导率，电导率与偶极矩成正比。
3. 实验步骤3.1 实验准备1.准备实验所需的溶液和试剂。
2.检查实验仪器的正常工作状态。
3.2 电滚筒法测定1.将待测溶液倒入电滚筒中。
2.设置电场强度并记录旋转速度。
3.重复实验多次，取平均值。
3.3 导电性法测定1.测量纯溶剂的电导率作为参考。
2.依次加入不同浓度的溶质，测量电导率。
3.计算不同浓度下的电导率变化。
4.根据电导率变化计算偶极矩。
4. 数据处理与分析4.1 电滚筒法测定结果实验测得不同溶液的旋转速度如下： 1. 溶液A：10 rpm 2. 溶液B：15 rpm 3.溶液C：20 rpm根据电滚筒法的原理，可以计算出溶液A、B、C对应的偶极矩大小分别为1.0 D、1.5 D、2.0 D。
4.2 导电性法测定结果实验测得不同浓度下的溶液电导率如下： 1. 纯溶剂：10 S/m 2. 0.1 mol/L溶质浓度：12 S/m 3. 0.2 mol/L溶质浓度：14 S/m 4. 0.3 mol/L溶质浓度：16 S/m根据导电性法的原理，可以计算出溶质的偶极矩大小与溶质浓度的关系。
5. 结论根据实验结果，我们成功测定了不同溶液中溶质分子的偶极矩大小。
实验二十九 偶 极 矩 的 测 定
实验二十九 偶 极 矩 的 测 定一、实验目的1．了解偶极矩与分子电性质的关系；2．掌握溶液法测定偶极矩的实验技术。
二、基本原理分子的结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电子)所构成。
由于其空间构型不同，其正、负电荷中心可以是重合的，也可以是不重合的，前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
1912年德拜(Debye)提出“偶极矩”的概念来度量分子极性的大小，如图29－1所示，其定义是：d q ⋅=→μ (29－1)式中q 是正、负电荷中心所带的电荷量，d 为正、负电荷中心之间的距离。
图29－1 电偶极矩示意图 →μ是一个向量，通常规定其方向从正到负。
因分子中原子间距离的数量级为10-10米，电荷的数量级为10-20 库仑，所以偶极矩的数量级是10-30 库·米。
(1 Debye = 10-10 电量静电单位·厘米＝3．33564×10-30 库·米)。
分子偶极矩的单位一般采用Debye 。
分子的偶极矩可以是分子本身所固有的，也可以是分子在外电场作用下分子的正负电荷中心变化而引起的。
前者称为分子的永久偶极矩，记作μ0，后者称为诱导偶极矩，记作μI 。
极性分子具有永久偶极矩，而非极性分子则没有永久偶极矩。
无论是非极性分子还是极性分子，在电场作用下都会产生出一个与电场方向反平行的诱导偶极矩μI ，这一效应称为分子的诱导极化。
实验表明诱导偶极矩的平均值μI 与分子所在位置的有效电场强度F 成正比。
μI = αI · F (29－2)αI 称为分子的诱导极化率或变形极化率，它等于单位场强度(F =1)下诱导极化产生的平均偶极矩，是一个由分子本性决定的常数。
诱导偶极矩的产生有两方面的原因：一方面是分子中的电子云在外电场作用下发生相对于分子骨架的变形，这是主要的；另一方面是原子核构成的分子骨架在外电场作用下发生变形(主要是键角变动)。
因此，αI 可认为由两部分组成：αI ＝ αE + αA (29－3) αE 称为电子极化率，αA 称为原子极化率。
偶极矩的测定实验报告思考题
偶极矩的测定实验报告思考题实验报告：偶极矩的测定实验目的：1. 了解偶极矩的测定方法；2. 掌握矩形线圈和赫兹振荡器的使用技巧；3. 确定铁磁物质的偶极矩大小。
实验原理：偶极矩是指物体中心对称的两个电荷分布的电偶极矩，标记为p=qd。
其中，q为电荷，d为两个电荷之间的距离。
在电磁学中，磁偶极矩与电偶极矩相似，只是两个电荷之间的距离变成了两个电流元之间的距离。
磁偶极矩标记为m=ιxd，其中，ι为电流强度，d为两个电流元之间的距离，x为相对距离方向的单位矢量。
对于一个磁性物质来说，其内部存在很多原子，每个原子都有一个磁矩。
当这些磁矩有序排列时，就会形成磁性物质的偶极矩。
磁性物质置于外磁场中时，偶极矩会和外磁场相互作用，形成磁力矩。
在测定偶极矩时，可以使用矩形线圈。
当线圈中通有电流时，会在内部产生磁场。
磁性物质置于线圈内部时，磁力矩会使其发生旋转。
根据磁力矩和旋转角度的关系，可以求出磁性物质的偶极矩大小。
此外还可以使用赫兹振荡器来测量偶极矩。
在磁场强度和振荡频率相等时，振荡子电流最大。
磁性物质置于振荡器中心处时，由于偶极矩和外磁场作用力相等，导致振荡频率发生改变。
根据振荡频率和外磁场强度的关系，可以求出磁性物质的偶极矩大小。
实验装置：1. 磁性物质样品；2. 矩形线圈和赫兹振荡器；3. 外磁场源。
实验步骤：1. 连接赫兹振荡器和矩形线圈，并调节频率；2. 施加外磁场，使得磁性物质样品处于磁场中；3. 将样品放置在矩形线圈内部，使其运转并记录旋转角度；4. 根据旋转角度和磁场强度计算偶极矩大小；5. 用赫兹振荡器测量偶极矩大小，并记录振荡频率和磁场强度。
实验结果：本次实验测量出铺磁物质的偶极矩大小为3.2×10^-14 Am^2。
使用赫兹振荡器测量结果为3.1×10^-14 Am^2。
两种方法测量结果非常相近。
通过实验，我们不仅了解了偶极矩的测定方法，还进一步了解磁性物质的磁性特性。
偶极矩的测定PPT课件
偶极矩是矢量，规定： 方向是从正电荷中心指向负电荷中心
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5
极性分子具有永久偶极矩，在没有外电场 存在时，由于分子热运动，偶极矩指向各方向 机会均等，故其偶极矩统计值为零。
若将极性分子置于均匀的外电场中，分子 将会沿电场方向作定向转动，同时分子中的电 子云对分子骨架发生相对移动，分子骨架也会 变形，称为分子极化。极化的程度可用摩尔极 化度P来度量。
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6
转向极化：分子沿外电场的方向作定向的转动而产生极化；
变形极化（电子极化和原子极化）：分子中的电子云对分
子骨架的相对移动和分子骨架的变形而产生极化。 极化的程度可用摩尔极化度衡量：
P P 转 向 + P 变 形 ＝ P 转 向 + ( P 电 子 ＋ P 原 子 ）
uur
P转向＝94LAkT2 (1)
.
19
4、实验记录与数据处理
(1)、实验体系
乙醇的环己烷溶液 测电容和折射率时恒温温度：20℃或25℃
(2)、实验记录及数据处理
记录实验数据并进行数据计算处理，对比 实验结果与理论文献值的差别，分析原因并思 考如何处理。
.
20
五、思考问题
1、本实验测定偶极矩时做了哪些近 似处理?
2、准确测定溶质的摩尔极化度和摩 尔折射度时，为何要外推到无限稀释?
P P 2 x l2 i m 0 P 2 (3 1 2 1 ) 2 M 1 1 1 1 1 2 M 2 1M 1 ( 2 )
.
10
P变形的测定
考虑到P原子很小，P变形≈P电子。这里采用在高频下测
定不同溶液的折射率用于求算P变形，如下式所示：
n溶n1(1x2)
P 变 形 P 电 子 ＝ R 2 = l x i m 0 R n n 1 1 2 2 1 2 M 2 1M 1 ( n 6 1 2 n 1 2 M 2 ) 1 2 1( 3 )
偶极矩的测定(精)
ε苯=2.283-0.00190（t-20）=2.28395
Cd=（ε标C空/- C标/）/（ε标-1） C溶液=C/溶液-Cd
12
C12 C0
C12 C空
C12
C
' 空
Cd
1.作d12—x2图，由直线斜率求值。
2.作n12—x2图，由直线斜率求值。
3.作12—x2图，由直线斜率求值。
4.由d1、1、、值，求算P2,∞。
C空/=C空 + Cd C标/=C标 + Cd ε标= C标/ C空（C空≈C0） 故Cd=（ε标C空/- C标/）/（ε标-1）
仪器与试剂
精密电容测定仪1台，密度管1只，阿贝折光仪1台，容量瓶 （ 25ml ） 5 只 ， 注 射 器 （ 5ml ） 1 支 ， 超 级 恒 温 槽 1 台 ， 烧 杯 （10ml）5只，移液管（5ml）1支，滴管5根。
偶极矩的测定
目的要求
1.用溶液法测定CHCl3的偶极矩 2.了解介电常数法测定偶极矩的原理 3.掌握测定液体介电常数的实验技术
基本原理
1. 偶极矩与极化度
分子极性大小常用偶极矩来度量，其定义为：
qd
其中q是正负电荷中心所带的电荷，d为正、负电荷中心间距离，
为向量，其方向规定为从正到负。因分子中原子间距离的数量
W2 W1
W0 W0
dt ,H2O
以d12～X2作图，从直线斜率求得β。
4、介电常数的测定
（1）Cd的测定 测空气和苯的电容C/空和C/苯，由ε苯=2.283-0.00190（t-20）算出实
验温度时苯的介电常数ε标，代入公式Cd=（ε标C空/- C标/）/（ε标1）求得Cd。
（2）溶液电容的测定
偶极矩的测定
偶极矩的测定1.偶极矩与极化度分子呈电中性，但因空间构型的不同，正负电荷中心可能重合，也可能不重合。
前者称为非极性分子，后者称为极性分子，分子极性大小用偶极矩μ来度量，偶极矩定义为：μ=g·d .......①式中，g为正、负电荷中心所带的电荷量；d是正、负电荷中心间的距离。
偶极矩的SI单位是库（仑）米（C·m）。
若将极性分子置于均匀的外电场中，分子将沿电场方向转动，同时还会发生电子云对分子骨架的相对移动和分子骨架的变形，称为极化。
极化的程度用摩尔极化度P来度量。
P是转向极化度（P转向）；电子极化度（P电子）和原子极化度（P原子）之和： P= P转向+ P电子+ P原子.....②由于P原子在P中所占的比例很小，所以在不很精确的测量中可以忽略P原子，则②式可写成： P= P转向+ P电子 .只要在低频电场（ν）或静电场中测得P；在ν的高频电场（紫外可见光）中，由于极性分子的转向和分子骨架变形跟不上电场的变化，故P转向=0。
P原子=0，所以测得的是P电子。
这样可求得P转向，再计算μ。
通过测定偶极矩，可以了解分子中电子云的分布和分子对称性，判断几何异构体和分子的立体结构。
2.溶液法测定偶极矩：所谓溶液法就是将极性待测物溶于非极性溶剂中进行测定，然后外推到无限稀释。
本实验是将正丁醇溶于非极性的环己烷中形成稀溶液，然后在低频电场中测量溶液的介电常数和溶液的密度求得摩尔极化度；在可见光下测定溶液的摩尔折射度，然后计算正丁醇的偶极矩。
实验装置如右上图：左边是精密电容测量仪；中间是电容池；右边是阿贝折射仪。
PCM—1A型精密电容测量仪A．概述：PCM—1A型精密电容测量仪，线路采用全集成设计方案，全部为进口集成电路芯片，具有重量轻、体积小、耗电省、性能稳定等特点，可供各大专院校物化实验的测量，也可作为工厂、科研单位在介电常数测量等方面之用。
采用四位半LED数字显示，易读，便于计算。
B．主要技术指标：1.电源：220V±10% 50Hz2.量程：200pF3.最高分辨率：0.01 pF4.稳定度：±0.01 pF5.误差小于±0.5FS阿贝折射仪A.仪器用途：折射仪是一种能测定透明、半透明的液体或固体折射率N D和平均色散N F-N C的仪器（其中以测透明液体为主）。
偶极矩的测定
其中C0是以真空为介质的电容，C是充以介电常数为ε的介质时的电容。实验上通常以空气为介质时的电容为C0,因为空气相对于真空的介电常数为1.000６,与真空作介质的情况相差甚微。由于小电容测量仪测定电容时，除电容池两极间的电容C0外,整个测试系统中还有分布电容Cｄ的存在,即
Cx/= Cx+Ｃｄ（1５)
配制一定浓度的溶液的方法:例如配制0.01０左右的溶液。
首先算出实验温度时两种纯液体的密度。
由密度公式
α
β
γ
适用温度
C６H６
０．９０0５
-1.06３６
－0.03８6
-2．213
１1～70ｏＣ
CHCｌ3
1．5264
-１.85６３
-0.5３０９
-8.81
-５3～55oC
根据上式计算:ｔｓ＝0ºＣ
g/mL g／mL
设配制25ml溶液需三氯甲烷的体积为V毫升。
V=0．227４ｍｌ
XＣHCl30.010.050.１00．１5
VＣHCｌ３0.22741．１41２2．2９２83.4５51
Ｃ标／＝Ｃ标+ Cd
ε标= C标/Ｃ空（Ｃ空≈C0)
故Cd＝(ε标C空/- C标/)/(ε标-1)
三、仪器与药品
精密电容测定仪１台，密度管1只,阿贝折光仪1台,容量瓶（25mｌ)5只,注射器（５ml）1支,超级恒温槽1台，烧杯（１0ml)5只，移液管(5ｍl）1支,滴管5根。
三氯甲烷(Ａ．Ｒ.);苯(Ａ.R.)。
1.偶极矩与极化度
分子结构可近似地被看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电子)所构成的,分子本身呈电中性,但由于空间构型的不同，正、负电荷中心可重合也可不重合,前者称为非极性分子，后者称为极性分子。分子极性大小常用偶极矩来度量,其定义为：
偶极矩的测定
偶极矩的测定
偶极矩是描述分子极性的物理量，它是指分子内部正、负电荷中心之间的电荷分布不对称所形成的电偶极矩。
偶极矩的测定在化学和物理学等领域中具有重要的应用价值。
偶极矩的测定方法多种多样，其中比较常用的方法有偶极矩测量仪和核磁共振谱法。
偶极矩测量仪是一种基于电场力的测量方法，它利用偶极矩在电场中受力的原理进行测量。
核磁共振谱法则是一种基于分子核磁共振信号的测量方法，它利用分子中的核磁共振信号来计算分子的偶极矩。
偶极矩的测定对于化学和物理学研究非常重要。
在化学领域中，偶极矩的测定可以帮助研究分子的结构、性质和反应机理等方面的问题。
例如，偶极矩的测定可以用于研究分子之间的相互作用力，进而预测分子的相互作用和反应行为。
在物理学领域中，偶极矩的测定可以帮助研究分子的电学性质和磁学性质等方面的问题。
例如，偶极矩的测定可以用于研究分子在外部电场和磁场中的行为，进而预测分子的电学和磁学性质。
偶极矩的测定是化学和物理学研究中不可或缺的一部分。
通过偶极矩的测定可以更加深入地了解分子的性质和行为，为相关领域的研究提供了有力的支持和帮助。
实验偶极矩测定实验报告
实验偶极矩测定实验报告实验偶极矩测定实验报告引言：实验偶极矩测定是物理学中一项重要的实验技术，它可以用来测量分子的偶极矩，进而研究分子的结构和性质。
本实验旨在通过测量分子的电场力矩，计算出分子的偶极矩，并通过实验结果验证分子的结构。
实验原理：在电场中，偶极矩受到电场力矩的作用。
电场力矩的大小与电场的强度、偶极矩的大小以及偶极矩与电场方向的夹角有关。
根据电场力矩的定义，可以得到以下公式：τ = pEsinθ其中，τ为电场力矩，p为偶极矩的大小，E为电场的强度，θ为偶极矩与电场方向的夹角。
实验步骤：1. 准备实验装置：将一个带电容器放置在电场中，使其与电场方向垂直。
2. 测量电场力矩：在电场中，调整电容器的位置，使其保持平衡。
通过调整电容器的位置，可以使电容器受到一个与电场力矩相等且方向相反的力矩，从而实现平衡。
3. 计算偶极矩：根据电场力矩的大小、电场的强度以及偶极矩与电场方向的夹角，可以计算出偶极矩的大小。
实验结果与讨论：根据实验数据，我们可以计算出偶极矩的大小。
通过对多个分子的实验测量，可以得到不同分子的偶极矩大小，并进一步研究分子的结构和性质。
在实验中，我们还可以探究偶极矩与分子性质的关系。
例如，对于极性分子，其偶极矩大小较大；而对于非极性分子，其偶极矩大小较小或为零。
通过实验测量，我们可以验证这一理论，并进一步研究分子的性质。
此外，实验偶极矩测定还可以应用于其他领域，如化学、生物学等。
在化学中，偶极矩的测定可以用于分子结构的确定、化学反应的研究等。
在生物学中，偶极矩的测定可以用于研究生物大分子的结构和功能。
结论：实验偶极矩测定是一项重要的实验技术，可以用于测量分子的偶极矩，并进一步研究分子的结构和性质。
通过实验测量，我们可以得到分子的偶极矩大小，并验证分子的结构。
实验偶极矩测定还可以应用于其他领域，如化学、生物学等。
通过对偶极矩的测定，我们可以深入了解分子的性质和功能，为相关领域的研究提供有力支持。
偶极矩的测定
2020年6月16 日评定室温：25 ℃大气压：101kpa一、实验名称：偶极矩的测定二、实验目的1.用溶液法测定正丁醇的偶极矩2.了解偶极矩与分子电性质的关系3.掌握溶液法测定偶极矩的实验技术三、实验原理1、偶极矩与极化度分子结构中电子云分布造成正负电荷中心可能重合,也可能不重合,分别称为极性分了和非极性分子。
德拜提出以偶极矩u来衡量分子极性的大小,偶极矩的大小为正负电荷所带电荷量与正负电荷中心距离的乘积,它的大小反映了分子结构中电子云的分布和分子对称性等情况,还可以用它来判断几何呆构体和分子的立体结构。
如反式结构对称性比顺式结构的对称性来得大,偶极矩就比较小。
极性分子具有永久偶极矩,但由于分子的热运动,偶极矩的统计值等于零,如将极性分子置于均匀电场中,则偶极矩在电场的作用下趋向于电场方向排列,称分了被极化,极化程度用摩分转向极化度P转向来衡量。
它的大小与永久偶极矩的平方成正比,与热力学温度成反比: L为阿伏伽德罗常数,k为玻兹曼常数。
在外电场作用下,分子中的电子云会发生相对移动,分了骨架也会变形,这种情况称为诱导极化或变形极化。
用摩尔诱导极化度P诱导来衡量。
它分为电子极化度和原子极化度两部分,大小与外电场强度成正比,而与温度无关。
P诱导=P电子+P原子对于交变电场,分子极化情况与交变电场的频率有关,在频率较低时,极性分子的摩尔极化度为转向极化度、电子极化度、取极化度的总和。
P=P转向+P电子+P原子当交变电场频率达到1012-1014s-1(红外线频率)时,极性分子来不及沿电场定向,则P转向=0此时摩尔极化度等于摩尔诱导极化度,当交变电场频率达到1015s-1(可见、紫外光频率)时外子的转向和外子骨架变形都跟不上电场的变化,此时的摩尔极化度等于电子极化度,测定出程性分子的摩尔极化度,再测出它的诱导极化度,相减后得到转向极化度,就可以求由分子的偶格矩了2、极度化的测定摩尔极度化与介电常数有关1 2MPεερ-=+但这个关系式是假定分子间无相互作用时推导而得的,必须使物质处于气相才能适用,而这是比较困难的。
实验二十九 偶极矩的测定
偶极矩的测定1 目的要求(1) 用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。
(2) 了解偶极矩与分子电性质的关系。
(3) 掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术。
2 基本原理(1) 偶极矩与极化度：分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电子)所构成。
由于其空间构型的不同，其正负电荷中心可以是重合的，也可以不重合。
前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
图18-1电偶极矩示意图 图18-2极性分子在电场作用下的定向 1912年德拜提出“偶极矩”μ的概念来度量分子极性的大小，如图18-1所示，其定义是 (18-1)式中，q 是正负电荷中心所带的电量； d 为正负电荷中心之间的距离；μ是一个向量，其方向规定为从正到负。
因分子中原子间的距离的数量级为10-10m ，电荷的数量级为10-20C ，所以偶极矩的数量级是10-30C ·m 。
通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性，可以用来鉴别几何异构体和分子的立体结构等。
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热运动，偶极矩指向某个方向的机会均等。
所以偶极矩的统计值等于零。
若将极性分子置于均匀的电d q ⋅=μ p+b场E 中，则偶极矩在电场的作用下，如图Ⅱ-29-2所示趋向电场方向排列。
这时我们称这些分子被极化了。
极化的程度可用摩尔转向极化度P 转向来衡量。
与永久偶极矩 的值成正比，与绝对温度T 成反比。
KTN P 3432μπ⋅=转向KTN μπ⋅=94 (18-2) 式中：K 为玻兹曼常数，N 为阿伏加德罗常数。
在外电场作用下，不论极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也会发生形变。
这称为诱导极化或变形极化。
用摩尔诱导极化度P 诱导来衡量。
显然P 诱导可分为二项，即电子极化度P 电子和原子极化度P 原子，因此P 诱导=P 电子+P 原子。
P 诱导与外电场强度成正比，与温度无关。
如果外电场是交变场，极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。
偶极矩的测定
偶极矩的测定一、实验目的:1.用溶液法测定CHCl 3的偶极矩2.了解介电常数法测定偶极矩的原理3.掌握测定液体介电常数的实验技术二、基本原理:1. 偶极矩与极化度分子结构可近似地被看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电子)所构成的，分子本身呈电中性，但由于空间构型的不同，正、负电荷中心可重合也可不重合，前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
分子极性大小常用偶极矩来度量，其定义为：qd =μ（1）其中q 是正负电荷中心所带的电荷，d 为正、负电荷中心间距离，μ为向量，其方向规定为从正到负。
因分子中原子间距离的数量级为10-10m ，电荷数量级为10-20C ，所以偶极矩的数量级为10-30C ·m 。
极性分子具有永久偶极矩。
若将极性分子置于均匀的外电场中，则偶极矩在电场的作用下会趋向电场方向排列。
这时我们称这些分子被极化了。
极化的程度可用摩尔定向极化度P u 来衡量。
P u 与永久偶极矩平方成正比，与热力学温度T 成反比kTN kT L P A 2294334μπμπμ==(A N kTP πμμ49=) （2）式中k 为玻尔兹曼常数，N A 为阿伏加德罗常数。
在外电场作用下，不论是极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也会发生变形，这种现象称为诱导极化或变形极化，用摩尔诱导极化度P 诱导来衡量。
显然，P 诱导可分为两项，为电子极化和原子极化之和，分别记为P e 和P a ，则摩尔极化度为：P m = Pe + Pa + P μ （3） 对于非极性分子，因μ=0，所以P= Pe + Pa外电场若是交变电场，则极性分子的极化与交变电场的频率有关。
当电场的频率小于1010s -1的低频电场或静电场下，极性分子产生的摩尔极化度P m 是定向极化、电子极化和原子极化的总和，即P m = Pe + Pa + P μ。
而在电场频率为1012s -1～1014 s -1的中频电场下（红外光区），因为电场的交变周期小，使得极性分子的定向运动跟不上电场变化，即极性分子无法沿电场方向定向，则P μ= 0。
偶极矩的测定-zh
偶极矩的测定武汉大学化学与分子科学学院化学基地班专业摘要文章介绍了溶液法测偶极矩的基本原理及方法，在此基础上进行了以无毒环己烷代替原本的有毒溶剂四氯化碳，测定不同浓度乙醇环己烷溶液的折光率以及电容，通过Guggenheim-Smith公式求得乙醇的偶极矩。
通过实验得到用环己烷作为溶剂来测定乙醇的偶极矩是可行的，并且还有试剂无毒、实验步骤简化等优点。
关键词偶极矩溶液法折光率电容引言偶极矩的研究是分子物理学的一个课题, 通过偶极矩的测定可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性。
还可以用来判别几何异构体和分子的立体结构等。
分子偶极矩通常可采用微波波谱法、分子束法、介电常数法等进行测量。
溶液法测定极性分子的偶极矩是一种简单易行的方法，被广泛用于国内外物理化学实验教学。
溶液法测定偶极矩中，溶剂的选择对实验结果具有一定的影响，前面在进行基础实验时我们用四氯化碳作为溶剂测定了乙酸乙酯的偶极矩，但四氯化碳是毒性很大的易挥发液体。
方法本身又决定了在实验过程中有较大的挥发量,所以对人体有害。
针对这一情况，我们更换了无毒的环己烷作为溶剂，探讨其是否可行。
1.理论准备和实验操作1.1 实验原理[1][2][3]偶极矩与极化度：偶极矩是表示分子中电荷分布情况的物理量，它的数值大小可以量度分子的极性。
偶极矩是一个向量，规定其方向由正到负，定义为分子正负电荷中心所带的电荷量q与正负电荷中心之间的距离d的乘积：（1）由于分子中原子间距离数量级是10-8cm，电子电量的数量级是10-10静电单位，故分子偶极矩的单位习惯上用“德拜（Debye）”表示，记为D，它与国际单位库仑•米（C•m）的关系为：1D =1×10-18静电单位•厘米=3.334×10-30C•m极性分子具有永久偶极炬。
但由于分子的热运动，偶极矩指向各个方向的机会相同，所以偶极矩的统计值等于零。
若将极性分于置于均匀的电场E中，则偶极矩在电场的作用下会趋向沿电场方向排列，则称为分子被极化。
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实验二十九 偶极矩的测定1 目的要求(1) 用溶液法测定乙酸乙酯的偶极矩。
(2) 了解偶极矩与分子电性质的关系。
(3) 掌握溶液法测定偶极矩的主要实验技术。
2 基本原理(1) 偶极矩与极化度：分子结构可以近似地看成是由电子云和分子骨架(原子核及内层电子)所构成。
由于其空间构型的不同，其正负电荷中心可以是重合的，也可以不重合。
前者称为非极性分子，后者称为极性分子。
图18-1电偶极矩示意图 图18-2极性分子在电场作用下的定向1912年德拜提出“偶极矩” μ的概念来度量分子极性的大小，如图18-1所示，其 定义是 (18-1)式中，q 是正负电荷中心所带的电量； 为正负电荷中心之间的距离；μϖ 是一个向量，其方向规定为从正到负。
因分子中原子间的距离的数量级为10-10m ，电荷的数量级为10-20C ，所以偶极矩的数量级是10-30C ·m 。
通过偶极矩的测定，可以了解分子结构中有关电子云的分布和分子的对称性，可以用来鉴别几何异构体和分子的立体结构等。
极性分子具有永久偶极矩，但由于分子的热运动，偶极矩指向某个方向的机会均等。
所以偶极矩的统计值等于零。
若将极性分子置于均匀的电场E 中，则偶极矩在电场的作用下，如图Ⅱ-29-2所示趋向电场方向排列。
这时我们称这些分子被极化了。
极化的程度可用摩尔转向极化度P 转向来衡量。
与永久偶极矩 的值成正比，与绝对温度T 成反比。
KT N P 3432μπϖ⋅=转向KTN μπϖ⋅=94 (18-2) 式中：K 为玻兹曼常数，N 为阿伏加德罗常数。
在外电场作用下，不论极性分子或非极性分子，都会发生电子云对分子骨架的相对移动，分子骨架也会发生形变。
这称为诱导极化或变形极化。
用摩尔诱导极化度P 诱导来衡量。
显然P 诱导可分为二项，即电子极化度P 电子和原子极化度P 原子，因此P 诱导=P 电子+P 原子。
P 诱导与外电场强度成正比，与温度无关。
如果外电场是交变场，极性分子的极化情况则与交变场的频率有关。
当处于频率小于1010s -1的低频电场或静电场中，极性分子所产生的摩尔极化度P 是转向极化、电子极化和原子极化的总和。
d q ⋅=μϖd 转向P 2μp原子电子转向P P P P ++= (18-3)当频率增加到1012～1014的中频(红外频率)时，电子的交变周期小于分子偶极矩的松弛时间，极性分子的转向运动跟不上电场的变化，即极性分子来不及沿电场方向定向，故 =0，此时极性分子的摩尔极化度等于摩尔诱导极化度 。
当交变电场的频率进一步增加到＞1015秒-1的高频(可见光和紫外频率)时，极向分子的转向运动和分子骨架变形都跟不上电场的变化。
此时极性分子的摩尔极化度等于电子极化度 。
因此，原则上只要在低频电场下测得极性分子的摩尔极化度P ，在红外频率下测得极性分子的摩尔诱导极化度 ，两者相减得到极性分子摩尔转向极化度 ，然后代入(18-2)式就可算出极性分子的永久偶极矩μ来。
(2) 极化度的测定：克劳修斯、莫索和德拜从电磁场理论得到了摩尔极化度P 与介电常数ε之间的关系式：ρεεMP ⋅+-=21 (18-4) 式中，M 为被测物质的分子量； 为该物质在TK 下的密度；ε可以通过实验测定。
但(Ⅱ-29-4)式是假定分子与分子间无相互作用而推导得到的。
所以它只适用于温度不太低的气相体系，对某些物质甚至根本无法获得气相状态。
因此后来提出了用一种溶液来解决这一困难。
溶液法的基本想法是，在无限稀释的非极性溶剂的溶液中，溶质分子所处的状态和气相时相近，于是无限稀释溶液中溶质的摩尔极化度 ，就可以看作为(18-4)式中的P 。
海台斯纳特首先利用稀释溶液的近似公式。
）（溶211X αεε+= (18-5) ）（溶211X βρρ+= (18-6) 再根据溶液的加和性，推导出无限稀释时溶质摩尔极化度的公式：112111121120221)2(3lim 2ρβεερεαεM M M P P P x -⋅+-+⋅+===→∞ (18-7) 上述(18-5)、(18-6)、(18-7)式中，溶ε、溶ρ是溶液的介电电常数和密度；2M 、 是溶质的分子量和摩尔分子数； 、 、 分别是溶剂的介电常数、密度和分子量；α、 β是分别与 直线斜率有关的常数。
上面已经提到，在红外频率的电场下，可以测得极性分子摩尔诱导极化度 。
但是在实验上由于条件的限制，很难做到这一点。
所以一般总是在高频电场下测定极性分子的电子极化度 。
根据光的电磁理论，在同一频率的高频电场作用下，透明物质的介电常数ε与折光率n 的关系为：(18-8)转向P 诱导P 电子P 诱导P转向P ρ∞2P 2X 1ε1ρ1M22XX --溶溶和ρε原子电子诱导P P P +=电子P 2n =ε习惯上用摩尔折射度2R 来表示高频区测得的极化度，而此时，0=转向P ，0=原子P ，则 ρMn n P R ⋅+-==21222电子(18-9) 在稀溶液情况下，还存在近似公式：)1(21X n n γ+=溶同样，从(18-9)式可以推导得无限稀释时，溶质的摩尔折射度的公式：1221121122121202)2(21lim 2ργρβ++-⋅+-===→∞n M bn M M n n R R P X 电子 (18-11)上述(18-10)、(18-11)式中，溶n 是溶液的折射率，1n 是溶剂的折射率，γ是与2X n -溶直线斜率有关的常数。
(3) 偶极矩的测定：考虑到原子极化度通常只有电子极化度的5%～15%，而且 又比 大得多，故常常忽视原子极化度。
从(18-2)、(18-3)、(18-7)和(18-11)式可得KTN R P 22294μπ=-∞∞(18-12) 上式把物质分子的微观性质偶极矩和它的宏观性质介电常数、密度、折射率联系起来，分子的永久偶极矩就可用下面简化式计算：T R P )(0128.022∞∞-=μ)(100426.02230m C R P ⋅-⨯=∞∞ (18-13)在某种情况下，若需要考虑原子P 影响时，只需对∞2R 作部分修正就行了。
上述测求极性分子偶极矩的方法称为溶液法。
溶液法测溶质偶极矩与气相测得的真实值间存在偏差。
造成这种现象的原因是由于非极性溶剂与极性溶质分子相互间的作用—“溶剂化”作用。
这种偏差现象称为溶剂法测量偶极矩的“溶剂效应”。
罗斯和赛奇等人曾对溶剂效应开展了研究，并推导出校正公式。
有兴趣的读者可阅读复旦大学等编《物理化学实验》下册参考资料［5］。
此外测定偶极矩的方法还有多种，如温度法、分子束法、分子光谱法及利用微波谱的斯诺克法等。
这里就不一一介绍了。
(4) 介电常数的测定：介电常数是通过测定电容计算而得的。
我们知道，如果在电容器的两个极板间充以某种电解质，电容器的电容量就会增大。
如转向P 原子P oC oC果维持极板上的电荷量不变，那么充电解质的电容器二板间电势差就会减少。
设 为极板间处于真空时的电容量，C 为充以电解质时的电容量，则C 与 之比值ε称为该电解质的介电常数：oC C=ε (18-14) 法拉第在1837年就解释了这一现象，认为这是由于电解质在电场中极化而引起的。
极化作用形成一反向电场，如图(18-3)所示，因而抵消了一部分外加电场。
测定电容的方法一般有电桥法、拍频法和谐振法，后二者为测定介电常数所常用，抗干扰性能好，精度高，但仪器价格较贵。
本实验中采用电桥法，选用的仪器为CC —6型小电容测定仪。
其桥路为变压器比例臂电桥，图(18-4)为其示意图。
电桥平衡条件是：xs x C C μμ2= 为电容池二极之间的电容， 为标准的差动电容器，调节 ，只有当 时， 。
此时指示放大器的输出趋近于零(用表头指示)。
值可以从度盘上直接读出，值也即得到。
图18-3电解质在电场作用下极化而引起的反向电场 图18-4 电容电桥示意图 电容池的结构如图18-5所示，由于在电桥法测量电路中被测电容Cx 二端都不能接地，因此恒温介质不能用水。
本实验中采用介电常数很小的变压器油。
变压器油从超级温槽中用循环泵压出，经电容池再回入。
温度由超级恒温槽控制在25±0.1℃，电容池外壳兼作屏蔽之用，并直接插入仪器插孔上，这样就可以避免人体对测量的影响。
x C s C s C x s C C =12μμ=s C x C c C图18-5电容池的结构 图18-6分布电容 附加在被测电容 上 但电容池插在小电容测量仪的插孔上呈现的电容 可看作电容池两电极间的电容 和整个测试系统中的分布电容并联所构成(图18-6)。
即 ，显然， 值随介质而异，而 是一个恒定值。
如果直接将 值当作值来计算，就会引进误差。
因此，必须先求出 值(又称底值)并在以后的各次测量中给予扣除。
测求 的方法如下：用一个已知介电常数的标准物质测得电容 d C C C +=标标1(Ⅱ-29-16)上述(Ⅱ-29-15)、(Ⅱ-29-16)式中 、 分别为标准物质和空气的电容。
近似地可将 ，则：o C C C C -=-标标标11 (Ⅱ-29-17)因：(Ⅱ-29-18)代入(Ⅱ-29-16)即能算出 。
3 仪器 试剂阿贝折光仪 1台 容量瓶(10mL) 5个 CC —6型小电容测定仪 1台 干燥器 1只 四氯化碳(分析纯) 乙酸乙酯(分析纯)电吹风 1只 电容池 1只 4 实验步骤(1) 溶液配制：将5个干燥的容量瓶编号，分别称量空瓶重。
在2～5号空瓶内分别加入0.5mL 、1.0mL 、1.5mL 和2.0mL 的乙酸乙酯再称重。
然后在1～5号的5个瓶内加CCl 4至刻度，再称重。
操作时应注意防止溶质、溶剂的挥发以及吸收极性较大的水汽。
为此，溶液配好后应迅速盖上瓶塞，并置于干燥器中。
(2) 折光率的测定：用阿贝折光仪测定CCl 4及各配制溶液的折光率，注意测定时各样品需加样3次，每次读取三个数据。
(3) 介电常数的测定①电容C0和Cd 的测定。
本实验采用CCl 4作为标准物质。
其介电常数的温度公式为：dC dC c C xC c C a o x C C C +=oC d C x C c C d C d C 1标C o C C =空标C 空C oC C标=εd C)20(002.0238.24--=t CCl ε式中的t 为恒温温度(摄氏温标)。
用电吹风将电容池二极间空隙吹干，旋上金属盖，将电容池的下插头(接连内电极)插在小电容测量仪的插口“m ”上，将连接外电极的侧插头插在“α”上(见图18-7)。
将小电容测量仪的电源旋至“检查”位置，此时表头指针的偏转应大于红线，表示电源电压正常。
否则应调换作为电源的干电池，使指针偏转正常。
然后把电源旋钮转到“测试”档，倍率旋钮转到位置“1”。