¿Existe una relación entre la constante dieléctrica de una molécula y el tamaño de los átomos que constituyen la molécula?

No puedo hablar demasiado sobre moléculas, pero sí tengo datos para cristales. El tl; dr es que no es tanto el tamaño de la molécula sino la pérdida de electrones.

Aquí hay algunas permisos de DC para algunos cristales de titanato con elementos del grupo II:
Titanato de estroncio: 310
Titanato de bario y estroncio: 500
Titanato de bario: 1250 – 10,000 (fuertemente dependiente de la temperatura)
Titanato de estroncio y calcio (modificado con litio y flúor): 160
Titanato de calcio (modificado con litio y flúor): 120
Fuente de datos de titanatos de calcio

El bario es más grande, el estroncio está en el medio y el calcio es más pequeño. Por lo tanto, parece que podemos concluir que al menos en los titanatos, la molécula más grande le dará una mayor permitividad.

Espera, no tan rápido.

Veamos algunos titanatos con cationes que no pertenecen al grupo II.
Titanato de circonato de plomo: 300-3850, dependiendo de la relación de circón a titanio (mayor circón -> mayor permitividad pero cristal más suave, además, tiene una fase cristalina diferente a niveles más altos de circón).
Aquí mismo, una estructura cristalina similar pero que sustituye un átomo más grande y pesado allí le da una mayor permitividad. Hmm …

¿Qué tal uno alrededor de calcio?
Titanato de calcio y cobre:> 250,000 en forma de cristal puro (muy difícil de obtener), que se reduce a medida que se reduce el tamaño de las partículas.
El calcio y el cobre son mucho más pequeños que el plomo, el circonio y el bario. ¿Lo que da?

Lo que da es que no es realmente el tamaño de la molécula lo que importa. Se trata principalmente de cuánto pueden estirar las cargas entre sí.

También hay más. También se trata de cuánto interactuarán los campos eléctricos locales generados por los dipolos inducidos con los dipolos vecinos.

Hay un montón de datos que estoy dejando de lado, y muchas más explicaciones en las que no me estoy metiendo, pero si restringe las condiciones que está viendo, puede encontrar algunas reglas generales sobre la relación de la permitividad eléctrica con tamaño del átomo, estructura cristalina, densidad, etc. Y encontrará que cuando restringe la condición a una columna particular en la tabla periódica, una estructura cristalina específica y un anión / catión específico / lo que sea, encontrará el tipo de información que estás buscando. En los titanatos, parece que aumentar el tamaño del átomo produce una permitividad creciente. (Puede ser divertido observar el titanato de radio, excepto que el radio es inestable y producirá un cristal completamente diferente en un tiempo relativamente corto). Pero en otras estructuras puede ser lo contrario. Tendría que buscar más información al respecto.

Gracias por el A2A, también fue informativo para mí.