Relation entre l’indice de réfraction d’un fluide et sa densité à partir d’un modèle à cavité invariable : application à l’étude de la permittivité

I. — Étude des corps liquides non polaires

Laboratoire de Chimie Théorique, Université de Nancy I, Case officielle 140, 54037 Nancy Cedex, France. ERA n° 22, Interactions Moléculaires.

Résumé

Les études diélectriques menées en utilisant le modèle de cavité demandent pour être conduites à leur terme une hypothèse sur la taille de cette cavité. Contrairement au choix d’Onsager qui implique une variation de la taille de la cavité, Böttcher introduit l'hypothèse d’une cavité de rayon invariable.

Nous montrons tout d’abord que la relation de Böttcher est la justification théorique de la relation empirique d’Eykman qui rend compte de l’expérience de manière très précise.

Nous constatons en plus que cette relation, parfaitement vérifiée dans un large domaine de température et de pression, permet de retrouver les polarisabilités électronique et atomique avec une très bonne précision, de confirmer la constante du rayon de cavité avec la longueur d’onde, la température, la pression et de retrouver alors le rayon qu’aurait celte molécule si elle était liquide à 0 °K.

Enfin le comportement diélectrique d’un mélange de deux corps non polaires s’explique très correctement à partir des paramètres microscopiques déjà obtenus par application de la relation de Böttcher aux corps purs.

Abstract

The study of dielectrics using cavity model requires an hypothesis of the size of the cavity. Contrary to the Onsager model which implies a variation of the size of the cavity, Böttcher has introduced the hypothesis of a cavity of constant radius.

We shall show that Böttcher’s relation is the theoretical justification of the empirical Eykman’s relation which explains the experimental results in very precise manner.

We also establish that this relation, which has been verified over a large region of temperature and pressure, enables one to find electronic and atomic polarizabilities with great precision. It confirms the constancy of the radius in fonction of the wavelength, temperature and pressure. It also allows one to determine what the radius of the molecule would be if the liquid were at 0 °K.

Finally the dielectric behaviour of a mixture of two non polar substances is correctly explained on the basis of microscopic parameters already obtained by the application of Böttcher's relation to pure substances.