イオン液体の誘電定数の成分：イオン偏光？

誘電分光測定によれば、イオン液体（IL）には、分子分極性によって引き起こされる歪みと電子偏光からの寄与、ならびにイオンの永久双極子モーメントによって引き起こされる方向偏光による偏差定数がかなり穏やかな誘電率があります。これらのさまざまな貢献の相対的な重要性を理解するために、HFやMP2などのAB Initioベースの方法を使用して、異なる対称とサイズの27の日常的に使用されたイオン液体イオンの電子偏光が計算されました。次に、Clausius-Mossotti方程式を使用して、これらの偏光を使用して、6つのイオン液体の誘電率に対する電子偏光貢献（epsilon（OP））を取得しました[C（2）MIM] [BF（4）]、[C（C（2）mpyr] [n（cn）（2）]、[c（2）mim] [cf（3）so（3）]、[etnh（3）] [no（3）]、[c（2）mim] [ntf（2）]および[c（2）mim] [etso（4）]。理論的なイプシロン（OP）値は、これらのイオン液体の実験的屈折指数と、水、テトラヒドロフラン（THF）、ジメチルスルホキシド（DMSO）、ホルムアミドなどの従来の分子溶媒の値と比較されました。イオンの双極子モーメントも計算され、これらから、小型または無視できる双極子モーメントを持つイオンからなるイオン液体の誘電率の分子再配向成分が非常に小さいことが示されています。したがって、「イオン偏光」の形式からの貢献が存在する必要があると結論付けられています。

According to dielectric spectroscopy measurements, ionic liquids (ILs) have rather modest dielectric constants that reflect contributions from distortion and electronic polarization caused by the molecular polarizability as well as the orientation polarization caused by the permanent dipole moment of the ions. To understand the relative importance of these various contributions, the electronic polarizabilities of 27 routinely used ionic liquid ions of different symmetry and size were calculated using ab initio-based methods such as HF and MP2. Using the Clausius-Mossotti equation, these polarizabilities were then used to obtain the electronic polarization contribution (epsilon(op)) to the dielectric constants of six ionic liquids, [C(2)mim][BF(4)], [C(2)mpyr][N(CN)(2)], [C(2)mim][CF(3)SO(3)], [EtNH(3)][NO(3)], [C(2)mim][NTf(2)] and [C(2)mim][EtSO(4)]. Theoretical epsilon(op) values were compared to experimental refractive indices of these ionic liquids as well as to those of traditional molecular solvents such as water, tetrahydrofuran (THF), dimethylsulfoxide (DMSO) and formamide. The dipole moments of the ions were also calculated, and from these it is shown that the molecular reorientation component of the dielectric constants of the ionic liquids consisting of ions with small or negligible dipole moments is quite small. Thus it is concluded that a contribution from a form of "ionic polarization" must be present.