简单极性流体的静态介电常数温度依赖性与 Kirkwood 关联因子的积分公式
软凝聚态物质
2021-03-23 v2 其他凝聚态物理
摘要
由平衡平均转动 Dean 方程推导了各向同性极性流体 Kirkwood 关联因子 的精确积分公式，与以往方法相比，该公式易于作进一步近似。计算了任意对相互作用势下极性流体的静态线性介电常数 作为温度、密度和真空中分子偶极矩的函数。然后，利用三体取向分布函数的 Kirkwood 叠加近似，我们提出了一种考虑永久偶极矩和诱导偶极矩来构造平均力矩模型势的简单方法。我们通过仅拟合一个描述诱导与偶极-偶极能量强度比的参数，成功将理论与一系列线性单羟基醇、水、磷酸三丁酯、乙腈、丙酮、硝基苯和二甲基亚砜等各种极性流体的静态线性介电常数实验温度依赖性进行比较。我们证明，如当前许多情形所做的那样，将 与单位一比较以推断永久偶极对排列状态是一种误导性的过度简化，而在考虑适当相互作用势时才能揭示正确的排列状态。此外我们表明，在许多情况下，将氢键极性流体描绘为具有永久和诱导偶极矩的极性分子而不援引任何特定氢键机制，足以解释静态介电常数的实验数据。鉴于此，该理论未能描述非刚性多元醇甘油的静态介电常数实验温度依赖性，并非由于缺少特定氢键机制，而是由于该特定分子的模型势过于简化。
引用
@article{arxiv.2007.16026,
title = {Temperature dependence of the static permittivity andintegral formula for the Kirkwood correlation factor ofsimple polar fluids},
author = {Pierre-Michel Déjardin and Florian Pabst and Yann Cornaton and Cyril Caliot and Robert Brouzet and Andreas Helbling and Thomas Blochowicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.16026},
year = {2021}
}