სტატია დიელექტრიკის შესახებ. ეს სტატია აერთიანებს მასალებს ელექტროინჟინერიის სხვადასხვა გაკვეთილებიდან და წიგნებიდან. აღწერილია დიელექტრიკის მოლეკულური სტრუქტურა, ელექტრული მომენტი. დიელექტრიკი არის ნივთიერება, რომლის მთავარი ელექტრული თვისებაა ელექტრული ველში პოლარიზაციის უნარი.
დიელექტრიკის დამახასიათებელი თვისება არის ძლიერ შერწყმული დადებითი და უარყოფითი მუხტების არსებობა მოლეკულებში, რომლებიც ქმნიან ნივთიერებას. ელექტრული და რადიოინჟინერიაში გამოყენებული დიელექტრიკებისთვის დამაკავშირებელი არსებული ტიპებიდან ყველაზე ტიპიურია კოვალენტური არაპოლარული, კოვალენტური პოლარული ან ჰომეოპოლარული, იონური ან ჰეტეროპოლარული, დონორ-მიმღები. კავშირის ძალები განსაზღვრავს არა მხოლოდ ნივთიერების სტრუქტურასა და ძირითად თვისებებს, არამედ მასში ქაოტურად ან მოწესრიგებული ელექტრული მომენტების არსებობას ნივთიერების მიკრო ან მაკროსკოპულ მოცულობებში.
ელექტრული მომენტი ჩნდება ორი თანაბარი და ელექტრული მუხტის სისტემაში ± q, რომელიც მდებარეობს ერთმანეთისგან გარკვეულ მანძილზე l და განისაზღვრება თანაფარდობით? = ql
მუხტების ასეთ სისტემას ჩვეულებრივ დიპოლი ეწოდება, ხოლო მუხტების ამ სისტემით წარმოქმნილ მოლეკულას - დიპოლი.
Კოვალენტური ბმა
წარმოიქმნება, როდესაც ატომები გაერთიანდებიან მოლეკულებად, რის შედეგადაც ხდება ვალენტობის ელექტრონების სოციალიზაცია და გარე ელექტრონული გარსი ემატება სტაბილურ მდგომარეობას.
კოვალენტური არაპოლარული ბმის მქონე მოლეკულები წარმოიქმნება, როდესაც ერთი და იგივე სახელის ატომები, როგორიცაა H2, O2, Cl2, C, S, Si და ა.შ. გაერთიანებულია. და აქვს სიმეტრიული სტრუქტურა. დადებითი და უარყოფითი მუხტების ცენტრების დამთხვევის შედეგად, მოლეკულის ელექტრული მომენტი ნულის ტოლია, მოლეკულა არაპოლარული და ნივთიერება (დიელექტრიკული) არაპოლარული.
თუ კოვალენტური ბმის მოლეკულები წარმოიქმნება განსხვავებული ატომებისგან ვალენტური ელექტრონების წყვილების გაზიარების გამო, მაგალითად, H2O, CH4, CH3Cl და ა.შ., მაშინ ელექტრული მომენტის არარსებობა ან ყოფნა დამოკიდებული იქნება ატომების ურთიერთგანლაგებაზე ერთმანეთთან შედარებით. ატომების სიმეტრიული განლაგებით და, შესაბამისად, მუხტების ცენტრების დამთხვევით, მოლეკულა იქნება არაპოლარული. ასიმეტრიული განლაგებით, მუხტების ცენტრების გადაადგილების გამო გარკვეულ მანძილზე, წარმოიქმნება ელექტრული მომენტი, მოლეკულას ეწოდება პოლარული და ნივთიერება (დიელექტრიკული) პოლარული. არაპოლარული და პოლარული მოლეკულების სტრუქტურული მოდელები ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.
მიუხედავად იმისა არის პოლარული თუ არაპოლარული დიელექტრიკული, მოლეკულაში ელექტრული მომენტის არსებობა იწვევს შინაგანი ელექტრული ველის გაჩენას ნივთიერების თითოეულ მიკროსკოპულ მოცულობაში. მოლეკულების ელექტრული მომენტების ქაოტური ორიენტაციით მათი ურთიერთ კომპენსაციის გამო, დიელექტრიკაში მთლიანი ელექტრული ველი ნულის ტოლია. თუ მოლეკულების ელექტრული მომენტები ორიენტირებულია უპირატესად ერთი მიმართულებით, მაშინ ელექტრული ველი წარმოიქმნება ნივთიერების მთელ მოცულობაში.
ეს ფენომენი შეინიშნება სპონტანური (სპონტანური) პოლარიზაციის მქონე ნივთიერებებში, კერძოდ, ფეროელექტრიკაში.
იონური და დონორ-მიმღები ობლიგაციები
წარმოიქმნება, როდესაც ნივთიერება იქმნება ატომებისგან განსხვავებით. ამ შემთხვევაში, ერთი ქიმიური ელემენტის ატომი დათმობს, ხოლო მეორე მიმაგრებულია ან იჭერს ელექტრონს. შედეგად წარმოიქმნება ორი იონი, რომელთა შორის წარმოიქმნება ელექტრული მომენტი.
ამრიგად, მოლეკულების სტრუქტურის მიხედვით, დიელექტრიკები შეიძლება დაიყოს სამ ჯგუფად:
- არაპოლარული დიელექტრიკა, რომლის მოლეკულების ელექტრული მომენტი ნულის ტოლია;
- პოლარული დიელექტრიკა, რომლის მოლეკულების ელექტრული მომენტი არის ნულოვანი;
- იონური დიელექტრიკა, რომლის დროსაც ხდება ელექტრული მომენტი ნივთიერების შემადგენელი ქიმიური ელემენტების იონებს შორის.
დიელექტრიკაში ელექტრული მომენტების არსებობა, მიუხედავად მათი წარმოშობის მიზეზებისა, განსაზღვრავს მათ მთავარ თვისებას - ელექტრულ ველში პოლარიზაციის უნარს.
