材料结构化学：4.4分子的偶极矩和极化率

4.4分子的偶极矩和极化率偶极矩：μ＝qr国际单位制中，偶极矩的单位为库仑米(C.m)；在cgs中，单位为德拜(Debye)。1D=3.336×10-30c.m偶极矩：正负电荷重心间的距离r与电荷量q的乘积。偶极矩是分子本身固有的性质，与是否有外加电场无关。内因：原子电负性的差异-1-分子的偶极矩和分子的对称性分子有无偶极矩与分子的对称性有密切关系。对静态分子，可根据分子的对称性对分子有无偶极矩作出简单明确的判据：只有属于Cn和Cnv(n=1,2,3,…,∞)点群的分子具有偶极矩。C1v=C1h=Cs，Cs点群也包括在Cnv之中。具有对称中心的分子没有偶极矩；有两个对称元素只相交于一点的分子偶极矩为零。甲烷有没有偶极矩？一氯甲烷有没有偶极矩？无多条对称轴相交一点偶极矩矢量和为0有一条对称轴包含在对称面中偶极矩矢量和不为0+-+-正四面体Td群

同核双原子分子没有偶极矩。异核双原子分子有偶极矩。其大小反映分子的极性，也反映化学键的性质。多原子分子的偶极矩由分子中全部原子和键的性质以及的相对位置决定。若不考虑键的相互作用，并认为每个键可以贡献它自己的偶极矩，则分子的偶极矩可近似地由键的偶极按矢量加和而得。-2-分子的诱导偶极矩和极化率在电场中(离子电场中)，分子产生诱导极化，它包括两部分：(1)电子极化，由电子与核相对位移引起；(2)原子极化，由原子核间产生相对位移，即键长和键角改变引起。诱导极化又称变形极化。极性分子还有定向极化。诱导偶极矩：μ诱=αEα：分子的极化率E：分子直接感受到的电场强度。极化率α和摩尔折射度R有关。可通过测定物质的折光率n求得R。M：摩尔质量d：物质的密度R主要反映电子极化率。分子的定向极化跟不上高频光的电场变化，而原子极化只占诱导极化中很少的部分，可忽略。因此摩尔折射度和极化率成正比。NA：阿佛加德罗常数ε0：真空介电常数4.5分子的手性和分子的旋光性旋光性：不能和自身的镜象重叠的分子（手性分子）具有旋光性。这时分子与它的镜象组成一对对映异构体。如果一个分子具有象转轴，则这个分子能与自身的镜象重合，因而这个分子不具有旋光性。为什么具有Sn轴的分子能与自身的镜象重叠呢？分子在反映操作下产生映象(得到自身的象)，然后再旋转其镜象而得到等价图形。也就是说分子的镜象经过旋转后能得到它的等价图形。因此，分子与自身的镜象能重叠。所以，凡是具有对称中心i，或有对称面，或有Sn轴，则分子无旋光性。所以，只有Cn，Dn群的分子才具有旋光性。以上分别讨论了对称性与分子手性、手性与旋光性的关系.综合这两点就得出三者的关系：对称性、分子手性、旋光性的关系分子手性对称性旋光性非手性分子无旋光性有虚轴（包括镜面或对称中心）的分子是非手性分子有虚轴（包括镜面或对称中心）的分子无旋光性注意：

分子中有不对称C原子(C*)并非都有旋光性，没有不对称C原子的分子也并非都没有旋光性.

分子虽有C*,但由于其内部作用而无旋光性的现象称内消旋.例如（R，S）构型的2,3-二氯丁烷就是内消旋体(meso).

分子中两个手性中心若在化学上相等,其异构体可能有如下关系：（R，R）内消旋体（R，S）或（S，R）（S，S）对映体非对映体非对映体分子无手性C