Классификация диэлектриков на полярные и неполярные основывается на строении их молекул и распределении электрических зарядов внутри них в отсутствие внешнего электрического поля. Неполярные диэлектрики Неполярными называют диэлектрики, молекулы которых обладают симметричным строением. В таких молекулах центры тяжести положительных зарядов (ядер) и отрицательных зарядов (электронных оболочек) совпадают.
- Электрический момент: Собственный дипольный момент молекулы в отсутствие внешнего поля равен нулю ( ). Механизм поляризации: При внесении в электрическое поле происходит деформация электронных оболочек, из-за чего центры зарядов смещаются относительно друг друга. Возникает индуцированный (наведенный) дипольный момент. Это явление называется электронной поляризацией. Примеры веществ:
- Газы с симметричными двухatomными молекулами: водород ( ), кислород ( ), азот ( ). Инертные газы: гелий ( ), аргон ( ). Некоторые жидкости и твердые тела: бензол ( ), полиэтилен, парафин.
Полярные диэлектрики Полярными называют диэлектрики, молекулы которых имеют асимметричное строение. В таких молекулах из-за разной электроотрицательности атомов центры тяжести положительных и отрицательных зарядов не совпадают.
- Электрический момент: Каждая молекула представляет собой микроскопический диполь и обладает собственным (постоянным) дипольным моментом ( ) даже без внешнего поля. Механизм поляризации: В обычном состоянии молекулы ориентированы хаотично из-за теплового движения, поэтому суммарный заряд тела равен нулю. При воздействии внешнего поля молекулы стремятся повернуться вдоль его линий. Это явление называется ориентационной поляризацией (или дипольной). Примеры веществ:
- Вода ( ). Спирты. Аммиак ( ). Соляная кислота ( ).
Сравнительная таблица
| Характеристика | Неполярные диэлектрики | Полярные диэлектрики |
|---|---|---|
| Центры зарядов | Совпадают | Смещены друг относительно друга |
| Собственный дипольный момент | Равен нулю | Не равен нулю |
| Тип поляризации | Электронная (деформационная) | Ориентационная + Электронная |
| Влияние температуры | Почти не зависит от температуры | Поляризация уменьшается при нагреве |
Ионные диэлектрики Существует также третья группа — ионные диэлектрики (например, ). Это твердые кристаллические вещества, в узлах решетки которых находятся ионы. В электрическом поле происходит небольшое смещение подрешетки положительных ионов относительно отрицательных. Я могу составить для вас подробный конспект по типам поляризации или подготовить решение задачи на расчет дипольного момента молекулы. Какой вариант вам больше подходит?