^Russel, William B.; Saville, D. A.; Schowalter, William R. Colloidal Dispersions. New York: Cambridge University Press. 1989.
一月 04, 2023
比耶鲁姆长度, bjerrum, length, 是衡量介质极化程度的一种方法, 定义为, 在介电常数为, displaystyle, epsilon, 的介质中, 距离为l, displaystyle, 的两个基本电荷对之间的静电势能u, displaystyle, 等于无规热能, displaystyle, 或者距离l, displaystyle, 的一摩尔基本电荷对之间的静电势能, displaystyle, 等于无规热能, displaystyle, 其中k, displaystyle, 为波尔兹曼常数, . 比耶鲁姆长度 Bjerrum length 是衡量介质极化程度的一种方法 定义为 在介电常数为 ϵ r displaystyle epsilon r 的介质中 距离为l B displaystyle l B 的两个基本电荷对之间的静电势能U r displaystyle U r 等于无规热能 k B T displaystyle k B T 或者距离l B displaystyle l B 的一摩尔基本电荷对之间的静电势能 U r displaystyle U r 等于无规热能 R T displaystyle RT 其中k B displaystyle k B 为波尔兹曼常数 T displaystyle T 为绝对温度 R氣體常數 是波茲曼常數 k 乘上阿伏伽德罗常數 NA 當使用摩爾數計算粒子數時 較常使用氣體常數 比耶鲁姆长度以丹麦化学家比耶鲁姆 英语 Niels Bjerrum 1 的名字命名 比耶鲁姆长度是电解质体系 聚电解质体系和胶体分散系等中的一个很自然的尺度 2 在国际单位制中 比耶鲁姆长度为 l B e 2 4 p ϵ 0 ϵ r k B T displaystyle l B frac e 2 4 pi epsilon 0 epsilon r k B T 其中 e displaystyle e 为基本电荷的电量 ϵ 0 displaystyle epsilon 0 为真空电容率 ϵ r displaystyle epsilon r 为溶液的相对介电常数 对于水溶液 在室温 T 300 K displaystyle T 300K ϵ r 80 displaystyle epsilon r approx 80 于是l B 0 7 nm displaystyle l B approx 0 7 mbox nm 在 高斯单位制中 4 p ϵ 0 1 displaystyle 4 pi epsilon 0 1 比耶鲁姆长度为l B e 2 ϵ r k B T displaystyle l B frac e 2 epsilon r k B T 例子 编辑基本电子对间的库伦势定义为 u r e 2 4 p e 0 e r r displaystyle u left r right frac e 2 4 pi varepsilon 0 varepsilon r r 空气中 ϵ r displaystyle epsilon r 1 一摩尔相距为 r l B displaystyle r l B 的基本电子对 电势能为 u l B e 2 4 p e 0 l B N displaystyle u left l B right frac e 2 4 pi varepsilon 0 l B N 根据比耶鲁姆长度的定义 库伦势等于内能 u l B R T displaystyle u left l B right RT e 2 4 p e 0 l B N R T l B e 2 N 4 p e 0 R T displaystyle frac e 2 4 pi varepsilon 0 l B N RT Rightarrow l B frac e 2 N 4 pi varepsilon 0 RT 当温度 T 298 15 K displaystyle T 298 15K 时 l B 1 386 10 4 J m m o l 1 8 314 J K 1 298 15 K 560 A displaystyle l B frac 1 386 times 10 4 J centerdot m centerdot mo l 1 left 8 314J K 1 times 298 15K right 560 overset circ mathop A 560 A displaystyle 560 overset circ mathop A 在原子尺度上来说是一个非常长的距离 是原子半径的许多倍 当两个电荷的距离比这个距离小的时候 它们会感受到非常强烈的吸引 或排斥 力 由于库仑势能比布朗运动的能量高 它们会变得有规则 反之 当距离大于比耶鲁姆长度的时候 库仑力对电荷的束缚比较小 电荷显得更加自由 参考文献 编辑 http www rsc org delivery ArticleLinking DisplayArticleForFree cfm doi TF959550X001 amp JournalCode TF Russel William B Saville D A Schowalter William R Colloidal Dispersions New York Cambridge University Press 1989 取自 https zh wikipedia org w index php title 比耶鲁姆长度 amp oldid 74507996, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,