德拜

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德拜(符號為D)是一種CGS制矢量單位[1] 它是偶極矩(或稱電偶極矩)的非國際制單位(non-SI metric system|metric unit)。[note 1]這個單位為紀念物理學家彼得·德拜而以其名字命名。德拜被定義為1×10-18 直流庫倫·厘米(statcoulomb-centimeter)。[note 2]德拜被定義為相距1 Å[note 3]的等量(10-10直流庫倫)異種電荷間的偶極矩。[note 4](在較老的文獻中一般用e.s.u.,即「electrostatic unit」的縮寫)。德拜是一種較為方便的分子偶極矩的單位。

1 D = 10-18 statC·cm
= 10-10 esu·Å[note 2]
= 1299,792,458×10-21 C·m[note 5]
≈ 3.33564×10-30 C·m
≈ 1.10048498×1023 qPlP
≈ 0.393430307 ea00[2]
≈ 0.20819434 eÅ

一般雙原子分子的偶極矩在0至11 D的範圍內,對稱的同原子分子,像是分子的偶極矩為零;而高度離子化的物質,例如氣態溴化鉀之偶極矩為10.5 D。[3]

偶極矩的國際標準單位十分大,導致計算和表示上的不方便,德拜這個非國際標準單位仍在原子物理化學中被沿用著。國際標準單位中表示電偶極矩的最小單位是「百萬億億分之一庫倫·米」(yoctocoulomb-meter,簡寫為「yC·m」),可換算為大約300,000 D。[note 6]目前尚無法不依靠科學計數法來令人滿意地解決這一問題。

註解[編輯]

  1. ^ 偶極矩定義為電荷量位移的乘積:
    p = qr
  2. ^ 2.0 2.1 直流庫倫(或「靜電庫侖」,statcoulomb,簡寫為「statC」)也被記為電荷法蘭克林單位(franklin unit)或靜電制電量單位(electrostatic unit)。
    1 statC =1 Fr
    =1 esu
  3. ^ 這是一種與一般共價鍵長度大小相近的單位。
    1 Å = 100 pm
    = 10-8 cm
    = 10-10 m
  4. ^ 10-10 1直流庫倫約為0.2083ee元電荷)。
  5. ^ 德拜等於1×10-21 C·m2/s除以真空中的光速。反之有:1 C·m = 2.99792458×1029 D。
  6. ^ Yocto-,意為10-24,是最小的國際單位制詞頭(SI prefix)。 國際標準單位制中不包含都有詞頭的兩個單位組合成的複合單位或是有複合詞頭的單位,這樣就排除了一些如「毫微微庫倫·毫微微米」(femtocoulomb-femtometer)或「毫百萬億億分之一庫倫·米」(microyoctocoulomb-meter)之類的單位(例舉中的單位都可換算為大約0.3 D)。

參考文獻[編輯]

  1. ^ CGS units R. Rowlett (University of North Carolina at Chapel Hill)
  2. ^ Atomic unit of electric dipole moment NIST
  3. ^ Physical chemistry 2d Edition (1966) G.M. Barrow McGraw Hill