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Constante diélectrique et polarisabilité

Posté par
Csciences21
30-03-21 à 11:18

Bonjour,

J'aurais besoin d'aide s'il vous plaît par rapport à la relation entre la polarisation, la polarisabilité et la constante diélectrique. Je ne suis pas sûre d'avoir compris.

Est-ce que c'est correcte de dire que plus la constante dielectrique est élevée, plus la substance est polarisée et donc inversement moins elle est polarisable?

Car j'ai cru comprendre que plus une molécule est polarisée, moins elle est polarisable.

Je vous remercie d'avance,

Bonne journée

Posté par
vanoise
re : Constante diélectrique et polarisabilité 30-03-21 à 11:43

Bonjour

"Car j'ai cru comprendre que plus une molécule est polarisée, moins elle est polarisable"
Cette phrase n'a pas beaucoup de sens.
Pour un champ électrique extérieur donné, la polarisation du milieu est d'autant plus grande que la susceptibilité de la matière est élevée.
Tu peux étudier le document ci-dessous et poser ensuite si tu le juges utile des questions complémentaires.

Posté par
vanoise
re : Constante diélectrique et polarisabilité 30-03-21 à 12:19

J'en reviens à ta dernière phrase :
"Car j'ai cru comprendre que plus une molécule est polarisée, moins elle est polarisable"
Tu ne serais pas chimiste de formation par hasard ? Je me demande si tu ne confonds pas en fait électronégativité et polarisabilité d'un atome.
Une liaison covalente est d'autant plus polarisée que la différence l'électronégativité entre les atomes liés en grande. Ainsi la liaison H-Cl est plus polarisée que la liaison H-I.
La polarisabilité d'un atome caractérise la possibilité de déformation du nuage électronique sont l'action d'un champ électrique extérieur. La polarisabilité, souvent notée α, augmente avec le rayon atomique. Ainsi la polarisabilité de l'iode est supérieure à celle du brome et à celle du chlore. On peut démontrer que la permittivité relative est une fonction croissante de α.

Posté par
Csciences21
re : Constante diélectrique et polarisabilité 30-03-21 à 14:56

Merci beaucoup pour votre réponse! Je suis en biologie mais ce n'est pas encore tout à fait clair pour moi.

J'avais vu que pour la formule de la polarisabilité ionique, on avait: alpha i= q^2 / (k epsilon0)  donc j'en avais déduit que plus la constante dielectrique augmente, plus la polarisabilité ionique est faible.

Mais cela signifie que je me trompe car vous avez dit que la polarisabilité est une fonction croissante de la constante diélectrique.
Alors que je trouvais le contraire.

Dans mon cours, c'était juste marqué: une molécule apolaire est fortement polarisable (et non polarisée)
La constante diélectrique est plus élevée pour les molécules dipolaires ou chargées qui sont polarisées.

J'avais voulu faire un lien entre les 3 notions mais peut-être que la constante dielectrique n'est donc reliée que à la polarisabilité?

Je croyais que la polarisation était de ce fait une fonction croissante de la constante diélectrique et que la polarisabilité était quant à elle une fonction décroissante de cette constante.

Peut-être que je me trompe en ne regardant que la polarisabilité ionique ?

Merci d'avance

Posté par
vanoise
re : Constante diélectrique et polarisabilité 30-03-21 à 15:31

Citation :
Peut-être que je me trompe en ne regardant que la polarisabilité ionique ?

Disons que tu te montres très incomplet. Je ne trouve pas de contradiction entre ton cours et ce que j'ai écrit.
La première cause de la polarisation de la matière est l'existence de molécules polaires c'est à dire admettant un moment dipolaire permanent. En absence de champ électrique extérieur, à cause de l'agitation thermique, les vecteurs moment dipolaires de ces molécules sont orientés au hasard. Le vecteur polarisation \vec P est le vecteur nul. En appliquant un champ électrique extérieur, les vecteurs polarisation de chaque molécule tendent à s'orienter suivant la direction du vecteur champ électrique extérieur, ce qui crée une polarisation du milieu non nulle et d'autant plus importante que chaque moment dipolaire est grand donc que la différence d'électronégativité entre les atomes liés est élevée.
A ce phénomène se superpose un second phénomène, toujours observé, qui est dû à la déformation du nuage électronique sous l'action du champ électrique extérieur. La polarisation qui résulte de ce phénomène est fonction croissante du rayon atomique pour les atomes et plus généralement augmente en fonction des dimensions du nuage électronique.
Ce document résume assez bien la situation :



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