Allgemeine Grundlagen zu den Versuchen Molrefraktion ...

TU Clausthal Stand: 04.04.2005
Institut für Physikalische Chemie
Fortgeschrittenen-Praktikum 9. & 10. Dipolmoment & Molrefraktion Seite 9/15
und negativen Resonanzspitzen auf (Abb. 1). Man kann also durch die Messungen von ε' bei
verschiedenen Frequenzen außerhalb der Dispersionsgebiete die Anteile der
Gesamtpolarisierbarkeit, die von den verschiedenen Mechanismen herrühren, erhalten,
(Abb.1).
Nur die Elektronenpolarisation wird im elektrischen Feld des sichtbaren Lichtes angeregt.
Nach der Maxwell’schen Beziehung für Isolatorstoffe gilt
n = ε ⋅ µ
wobei n der Brechungsindex des Lichtes des betreffenden Stoffes und µ seine magnetische
Permeabilität ist. Da für die meisten dielektrischen Stoffe µ≈ 1 ist, gilt in guter Näherung
ε= n 2 ,
(17)
wobei n und ε bei der gleichen Frequenz gemessen werden müssen. Setzt man die Beziehung
(17) in Gl. (11) ein, so erhält man die Lorenz-Lorentz-Gleichung
2
n −1
M NL⋅αel
2 ⋅ = =
n + 2 ρ 3⋅ε
o
R
M
(18)
R M wird Molrefraktion genannt. Da die Polarisierbarkeit einzelner Atome, wenn sie in
gleichen Bindungsverhältnissen vorliegen, auch in verschiedenartigen Molekülen etwa gleich
ist, kann man aus den so genannten Atomrefraktionen, soweit sie bekannt sind, und der
Molrefraktion auf die chemische Struktur einer Verbindung schließen (s. Tab. 1).
Durch die Messung der Temperatur- oder Frequenzabhängigkeit von ε', z. B. an Hochpolymeren
(Kunststoffen) oder Flüssigkristallen, kann man Aufschluss erhalten über die
lokale Beweglichkeit einzelner Atomgruppen des Polymeren bzw. über individuelle und