Polariseerbaarheid

Polariseerbaarheid, ook wel polarizability genoemd, is de eigenschap van atomen en moleculen om hun elektronenwolk te vervormen onder invloed van een extern elektrisch veld. Door deze vervorming ontstaat een geïnduceerd dipoolmoment, wat de interacties tussen moleculen versterkt en de optische en elektrische eigenschappen beïnvloedt.

Er is een statische en een dynamische polariseerbaarheid. De statische polariseerbaarheid α0 beschrijft de reactie op een constant of langzaam veranderend veld, terwijl de dynamische polariseerbaarheid α(ω) de respons beschrijft op oscillerende velden zoals bij licht. Voor een molecuul is polariseerbaarheid in het algemeen een tweede-orde tensor αij, wat betekent dat de vervorming afhangt van de richting. Voor middelen waarin moleculen willekeurig georiënteerd zijn, kan men een gemiddelde, isotrope polariseerbaarheid ᾱ gebruiken.

De relatie tussen het externe veld E en het geïnduceerde dipoolmoment p wordt gegeven door p = α · E (of, in isotrope gevallen, p = ᾱ E). Polariseerbaarheid hangt samen met de grootte en de samenstelling van de elektronenschil: meer elektronen en een zachtere, meer verspreide elektronenwolk leiden tot hogere polariseerbaarheid. Het komt langs bij van der Waals-krachten (dispersie) en bepaalt mede de refractie en dielektrische eigenschappen van stoffen.

Metingen en afgeleiden gebeuren via refractometrie en dielectrische metingen of via spectroscopische technieken die dynamische polariseerbaarheid onderzoeken. Voorbeelden: edelgassen hebben relatief lage polariseerbaarheid; moleculen met uitgebreide π-systemen vertonen hogere polariseerbaarheid. Polariseerbaarheid is een cruciaal concept in chemie en materiaalwetenschap vanwege zijn invloed op intermoleculaire interacties en optische eigenschappen.