Главная страница > Энциклопедический словарь Гранат, страница > Рефракции молекулярная

Рефракции молекулярная

Рефракции молекулярная. Показатель проломлонпя и светового луча при ого переходе из пустоты в какоелибо изотропное вещество, зависит от рода этого всщоства от рода луча, характеризуемого его длиною волны X, и от состояния самого вещества, например от температуры и от внешнего давления, которые влияют на его плотность d. В разное вромя были предложены различные формулы, связывающие и и d. Главнейшие из этих формул следующие три:

Pi - и d 1=Const., Тря= =Const.,

и3-1 1 г,

Л=РТ2-¥=Const-

Первую формулу предложили Глэд-стон и Дэль (Gladston & Dale, 1863), второю пользовался ужо Ньютон, третью вывели одновременно Г. А. Лоронц (Н. A. Lorenz в Лейдено) и Л. Лоронц (L. Lorenz в Копенгагене) в 1880 г. Для газов и паров все 3 формулы совпадают, так как для этих веществ и восьма мало отличается от единицы. Во второй можно приближенно положить л3 — 1=(л — 1) (л + 1)=2 (л — 1), а в тротьей л3 + 2=3, так что р3 -

=2Plnpa=&- _

Однако, весьма точные измерения Магри (Magri, 1905) показали, что при увеличении давления до 193 атмосфер только 3-я формула оказываотся согласной с опытами. Если сравнивать одно и то жо вещество в газообразном, жидком и твердом состоянии, то формула Рз — Const, таклсе оказывается гораздо блилсе к действительности, чем остальные дво. Проф. Д. А. Гольдгаммор (Казань) дал (1913) таблицу величин р3 для 20 веществ в жидком и в газооб-разн. состояниях. Приводим некоторые числа:

Н.О со, so,

Жндк 0,2062 0,145 0,1587

Газообразн. 0,2068 0,147 0,1588

Эти числа получены для лсолтой линии споктра натрия. Так как и зависит от X, то это жо относится и к числам р. Вообще можно сказать, что ни одпа из 3 формул не подтверждается с точностью результатами опытов; смотря по роду измононпя состояния вещества, та плн другая формула продставляот преимущества. По отношению к максимуму плотности воды при 4° Ц., ни одна из 3 формул но оправдывается,

О,

N.

Ацетон

CI.

0,1271

0,1592

0,2769

0,169

0,1259

0,1571

0,2769

0,160

как показал впорвые Жамоп (Jamin, 1856).

Р. м. называется одна из воличин р, помнолсонная на молекулярный вес М данного всщоства. Если речь идет об элементе, то вмосто М берется атомный вое А, и произволение называется атомной Р. Для Р. м. мы имоем, т. обр., три выражения:

ri=PiM=(л - 1)

л,=р3М= {п: — 1)

г»

= Р3М =

/г2-1 ri2+2

В настоящее время получила болыпоо значение величина г8, которую обычно и подразумевают под названием Р. м. Так как М но зависит от состоянпя вещества, то ясцо, что все сказанное выше о величинах р относится и к величинам г. Относительно Р. м. мы имеем основной закон: Р. м. химического соединения равна суммо атомных Р. ого составных частей. Если бы этот закон точно соблюдался, то это означало бы, что Р. м. представляет свойство аддитивное. Еслп закон верен, то Р. м. изомеров должна быть одинаковая. Вопросом о Р. м. и о правильности приведенного закона занимались ощо в прошлом столетии Лондольт (Landolt), Брюль (Bruehl) и Канонников (Казань). При этом за Р. м. часто принималась не ргМ, но рхМ. Далее, атомные Р. определялись чисто эмпирически, как бы ощупью, т.-о. из ряда соединений отыскивались такие числа для атомных Р., которые удовлетворяли бы закону, и затем закон проверялся для других соединеппй. При этом оказывалось, что для атомов кислорода и углерода приходилось брать различные атомныо Р., в зависимости от того, какую роль играет атом в молекуле. Непосредственные измерения дали, впрочем, для свободных водорода и хлора числовые значения атомной Р., близкие к эмпирически найденным.

Закон г 3=ргМ — Const, ьыражаотся формулой:

чр пЗ—1 Aj п“- _ М -у п+2 dt — п2+2 d ’

М=£А[.

i

Здесь и, М и d относятся к химяческ. соединению, nt At и dt — к элементам, атомы которых входят в данную молекулу, прп чем каждый член должен быть взят столько раз, сколько раз атом встречается в ыолекуло. Д. А. Гольд-гаммер вычислил атомные Р. для 9 элементов и затем Р. м. для большого числа неорганических и органических соединений, вовсо но пользуясь эмпирическими значениями атомной Р. Приводим его числа для атомн. Р. элементов:

н»1 ЕС] [0,1 ,р;(тн.) S (то.) С13 (жидк.)’ Вга (газ) [I (газ)

г. =[0,93 2,11 2,203; 2,0123 9,22 8,21 5,99 8,39 14,70

Д. А. Гольдгаммер вычисляет затем /у для 20 газообр. соединений, причем для пяти согласие с наблюденными г3 неудовлетворительное, а для остальных хорошее. Для 20 жидких соединений получаются 4 неудовлетворительных, а для 10 твордых —2 неудовл. В общем закон подтверждается только в известных пределах; это показывает, что атомы, соединяясь в молекулы, претерпевают какие-то изменения, влияющие па их атомную Р. Но ипогда согласие превосходное; так, для тростникового сахара (Qa H33 Ои), молекула которого состоит из 45 атомов, опыт дает Гз=69,3, а вычисление/-3=69,4. И. А. Вазастьерна (J. A. Wasastjcrna, 1922) вычислил rz для различных ионов, входящих в состав молекул, считая, что для последних /з величина строго аддитивная. К. Фаянс и Г. Иос (К. Fajans и G. Joos, 1924) ввели поправку в эти вычисления.

В последние годы вопрос о Р. м. получил весьма большое значение в связи с быстро развивающимся учением о строении молекул, о расположении и в особенности о состоянии атомов, входящих в их состав. Тут наиболее важным является вопрос о деформациях, которым подвергаются атомы как нейтральные, так, в особенности, ионы, когда они химически соединяются. Деформации относятся к электронной оболочке атома, которая перестает обладать сферическою симметрией, вследствие чего атом приобретает некоторый электрический момент т (он поляризуется), пропорциональный электрической силе е, действующей на атом, так что т — sa, где а служит мерою способности атома подвергаться поляризации (деформации). Теория показывает, что /‘з и связаны формуло

„ л2 —1 м 4 р“=Ж+2’1=ъпМа>

гдо N=6,С62 1023 (число Авогадро-Мил-ликена). Вопросом о деформациях электрических оболочек атомов занимался в последние годы главн. обр. К. Фаянс (Мюнхен, с 1922 г.). Фаянс показывает, что всякое уклонение величины от строгой аддитивности есть признак деформации этих оболочек. Понятно, что изучоиио Р. м. должно играть весьма большую роль при определении состояния отдельных атомов в молекуле.

Литература: Е. Rimbach (обзор), „Beziehun-gen zwischen Lichtbrechung und chemischer Zusam-mensetzung der Korper“; Graham-Ottos „Lelir-buch der Chemie“, 1, 3 глава VI, стр. 567 — 665, 1898; Канонников, „Светопреломляющая способность химических соединений-, Казань,1884; Цитовин, „Сборник физических работ в память Ф. Ф. Петрушевского“4, Пбг., 1904; Д. Л. Голъдгаммер, „Дисперсия и абсорбция света“4, Берлин, 1913 (на нем. яз.); К. Fajans (обзор), „Zeitschrift fur Electrochemie4, т. 34, №9, стр. 502 - 518, 1928. Qt ХсОЛЬСОН.