polarizabiliteettia

Polarizabiliteetti (yleisesti merkitty α) on ominaisuus, jonka mukaan atomin tai molekyylin elektronikehät taipuvat ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta. Kun ulkoinen kenttä E kohtisuoraan dipolimomenttiin pindus, syntyy indusoitu dipoli p, joka voidaan kirjoittaa p = α E (yksittäisen suuntauksen incl. epäkonjugas). Yleisesti polarizabiliteetti on tensorimuodossa, ja p i = ∑ j α ij E j. Ilmiselvä mitta on staattinen polarizabiliteetti α0, kun kenttä on pysyvä, sekä dynaaminen polarizabiliteetti α(ω), joka riippuu kentän taajuudesta.

Isossa kuvassa α kiteytyy elektronien häviöön ja kemialliseen sitoutuneisuuteen. σähköisesti suuremmilla, laajemmilla elektronikehillä on suurempi polarizabiliteetti. Molekyylien rakenne ja konjugoituneet järjestelmät sekä resonanssit voivat suurentaa polarizabiliteettia. Aineen isotopia ja anisotropia vaikuttavat sen optisiin ja dielektrisiin ominaisuuksiin.

Mittaukset ja laskelmat: polarizabiliteetti voidaan arvioida refraktiokertoimen ja dielektrisen vasteen perusteella sekä kokeellisesti Starkin spektri-analyyseilla tai Rayleigh- ja Brillouin-spektroskopialla. Teoreettisesti α voidaan laskea ab initio -kemian menetelmillä tai summa-yli tilojen kaavalla, jossa yksittäisten viritysten siirtymät ja dipolimomentin siirtymät huomioidaan. Tässä yhteydessä α on usein ilmoitettu Å^3- tai (cm^3) yksiköissä sekä SI-yksiköissä.

Merkitys: polarizabiliteetti vaikuttaa molekyylien välisiin dispersiovoimiin, dielektriseen vasteeseen, sekä optisiin ominaisuuksiin kuten refraktiivisuuteen ja birefringensiin. Sillä on keskeinen rooli sekä ilmakehän kemiassa että materiaalitieteessä.