摩爾折射率

摩爾折射度是由於在光的照射下分子中電子云（主要是價電子）相對於分子骨架的相對運動的結果，通常用符號R表示。摩爾折射度可作為分子中電子極化率的量度。摩爾折射度一般採用阿貝折射儀測定；也可以利用計算法，即根據分子中基團的特性和連線性，將基團貢獻法和拓撲方法有機地結合在一起，通過探討炔烴的摩爾折射度與分子結構之間的定量關係。

基本介紹

• 中文名：摩爾折射率
• 外文名：molar refraction
• 表達式：R=(n^2-1)/(n^2+2)·M/ρ
• 套用學科：光學

簡介

摩爾折射度是由於在光的照射下分子中電子云（主要是價電子）相對於分子骨架的相對運動的結果，一般用符號R表示。摩爾折射度可作為分子中電子極化率的量度，其定義式為：R=(n²-1)/(n²+2)·M/ρ。其中n為折射率；M為摩爾質量；ρ為密度。摩爾折射度與入射光的波長有關，若以鈉光D線為光源（屬於高頻電磁波，λ=5893Ǻ），所測得的折射率以n_D表示，相應的摩爾折射度以R_D表示。根據麥克斯韋（James Clerk Maxwell）的電磁場理論，物質的介電常數ε和折射率n之間有如下關係：ε(λ)=n²(λ)，即ε和n均與波長λ有關。將上式代入即可得到摩爾折射度的定義式。

摩爾折射度的意義在於摩爾折射度具有加和性，即某分子的摩爾折射度等於該分子中各化學鍵的折射度之和。例如：三氯甲烷分子（CHCl₃）中包括一個碳氫鍵（C-H）和三個碳氯鍵（C-Cl），該分子的摩爾折射度即為所有鍵折射度之和，即R=R_C-H+3R_C-Cl=（1.676+3×6.51）cm³/mol=21.21cm³/mol。利用此計算值與實驗測量結果進行比較，從而可以確定化合物的結構，還可用於鑑別化合物，及分析混合物的組成等。

測量方法

摩爾折射度都是採用阿貝折射儀測定的。新的方法有計算法，即根據分子中基團的特性和連線性，將基團貢獻法和拓撲方法有機地結合在一起，通過探討炔烴的摩爾折射度與分子結構之間的定量關係，從而發展了一種直接根據分子結構計算烴烴摩爾折射度的方法。該方法具有基團貢獻法適用範圍廣和拓撲方法計算結果可靠的特點。對84種烴烴（C₅到C₄₀）的計算結果表明，摩爾折射度計算值與實驗值的一致性令人滿意，平均誤差僅有0.011%。具體可以參見《套用QSPR方法計算炔烴的摩爾折射度》一文。