La polarisation diélectrique haute fréquence dans les liquides à molécules anisotropes

Laboratoire de Chimie Physique, Département de Chimie, Université de Montréal, Montréal, Canada.

Résumé

En tenant compte, au niveau moléculaire, de l’anisotropie de forme en plus de l’anisotropie de polarisabilité, on montre qu’on peut généraliser le modèle de Böttcher pour la polarisation diélectrique des liquides et évaluer le champ interne dans l’approximation où la forme de la molécule peut être représentée par un ellipsoïde de révolution superposable à l’ellipsoïde de réfractivité. Le champ interne ainsi obtenu non seulement est lui-même anisotrope mais sa valeur moyenne est fonction de l’anisotropie moléculaire. On montre d’autre part que le « rayon » obtenu pour une molécule anisotrope à l’aide des équations de Böttcher est un rayon apparent qui est fonction de l’anisotropie moléculaire.

Abstract

Taking into account the molecular geometrical anisotropy, beside the molecular polarisability anisotropy, renders possible the extension of the Böttcher’s theory for dielectric polarisation of liquids to the case where the geometry of the molecule can be represented by an ellipsoid having the same shape as the polarisability ellipsoid. In this approximation, if one considers the surroundings as a continuum, it is possible to evaluate the internal field. By choosing high frequency external field, the dipolar orientation effects can be neglected. The internal field thus obtained is of course anisotropic, but moreover its average value depends on the molecular anisotropy. This dependency was neglected by Böttcher who considered all molecules as being spherical. The so called « molecular radius » obtained by using Böttcher’s theory is shown to be the true molecular radius only in the case of spherical molecules. For anisotropic molecules, this « radius » is an apparent one that shows a marked dependency on anisotropy. The present model of internal field predicts even negative Böttciier’s « radii » in extreme anisotropy cases such as thin discs or long rods.