Comportement diélectrique des systèmes polaires liquides : moment dipolaire, anisotropie des molécules et facteur de corrélation

Université I Nancy, Laboratoire de Chimie Théorique Case officielle 72, 54001 Nancy.

Résumé

En absence d’interactions moléculaires du type liaison hydrogène le comportement diélectrique des systèmes polaires liquides peut s’interpréter en première approximation en tenant compte de l’anisotropie des molécules polaires et des interactions dipolaires.

Qualitativement, l’allure des courbes représentatives des systèmes binaires du type (polaire + apolaire) peut s’expliquer par l’influence de l’anisotropie dans le domaine des faibles permittivités et par celle des interactions dipolaires dans celui des fortes permittivités.

Ces observations servant d’hypothèse de travail, le point de vue quantitatif est donné par l’exploitation des données expérimentales relatives à différents systèmes; les exemples rassemblés dans cette étude concernent des liquides faiblement polaires et des liquides fortement polaires mélangés, soit à des liquides apolaires, soit entre eux : Éther diéthylique, Phénétole, Benzonitrile, Acétonitrile, Acétone.

La relation utilisée paraît donner aussi bien dans son application directe que par recoupement des résultats cohérents; elle permet l’utilisation de solvants très polaires; les solides polaires difficilement solubles peuvent ainsi être étudiés : trois exemples sont cités (Hexogène, Diméthylenitramine et Bromure de zinc.); de même, la détermination du facteur de corrélation des liquides faiblement polaires est possible.

Les coefficients d’interaction dipolaire déterminés conduisent à des distances minimales d'interaction que nous comparons aux distances intermoléculaires moyennes.

Abstract

In absence of molecular interactions due to hydrogen bonding it is possible to understand the dielectric behaviour of polar liquids in first approximation, by taking in account the anisotropy of polar molecules and dipolar interactions.

For binary systems (polar + nonpolar), the representing curves can be explained qualitatively by considering the influence of anisotropy in the field of weak permittivities while they can be interpreted by the role of dipolar interactions in the field of strong permittivities.

From these observations, it becomes possible to get quantitative informations by studing experimental data obtained with diffferent systems. The examples collected in this paper deal, either with weakly polar liquids, or with strongly polar liquids, mixed together or with non polar one ; diethyl ether, phenetole, benzonitrile, acetonitrile, acetone.

The used relation seems to give coherent results in its direct application as well as in its consequences. It allows to use very three Solvents• Hardly polar solids can thus be studied : dibromide examples are given (hexogene, dimethylnitramine, zinc dibromide). Furthermore, the determination of the correlation factor of weakly polar liquids is possible. The proposed coefficient of dipolar interactions lead to minimum distances for interaction which are compared to average intermolecular distances.