J. Phys. France 36, 1305-1315 (1975)
DOI: 10.1051/jphys:0197500360120130500

Effective optical anisotropy of polar molecules from Rayleigh light scattering studies

S. Wozniak et S. Kielich

Nonlinear Optics Division, Institute of Physics, A. Mickiewicz University, 60-780 Poznan, Poland

Abstract
The effective optical anisotropy of polar molecules is calculated to within the second approximation of statistical perturbation calculus taking into account dispersional, dipole-dipole, dipole-quadrupole, quadrupole-quadrupole, induced dipole-dipole and induced dipole-quadrupole interactions as well as molecular redistribution. Three-molecule radial interaction is considered, leading to a very large reduction in the effect of two-molecule radial interaction. The model of favoured two-molecule configuration is analyzed for rod- and plate-like polar molecules, and numerical calculations are performed for the liquids CH3CN and CHCl3, the molecules of which exhibit, respectively, positive and negative intrinsic anisotropy of polarizability. The calculations are compared with the available experimental data, and the percentage of molecules forming privileged pairs in the liquid is determined.

Résumé
On calcule l'anisotropie optique effective des molécules polaires dans la deuxième approximation du calcul statistique des perturbations en tenant compte des interactions dispersionnelles, dipôle-dipôle, dipôle-quadrupôle, quadrupôle-quadrupôle, dipôle induit-dipôle, dipôle induit-quadrupôle, ainsi que des répartitions moléculaires. On montre que les interactions radiales à trois molécules abaissent fortement l' effet des interactions radiales à deux molécules. Une analyse est donnée du modèle de la configuration privilégiée à deux molécules, pour des molécules polaires allongées et aplaties. Des calculs numériques sont effectués pour le CH3CN et CHCl3 liquides, dont les molécules présentent respectivement une anisotropie permanente positive et négative de la polarisabilité. La comparaison avec les résultats expérimentaux permet d'établir le pourcentage des molécules formant des paires privilégiées dans le liquide.

PACS
3320K - Visible spectra.
3420 - Interatomic and intermolecular potentials and forces, potential energy surfaces for collisions.
7835 - Brillouin and Rayleigh scattering; other light scattering.

Key words
intermolecular mechanics -- molecular polarisability -- organic compounds -- Rayleigh scattering -- spectra of organic molecules and substances