Az anyagok osztályozhatók feromágneses, paramágneses vagy diamágnesesek a külső mágneses mezőre adott válaszuk alapján.
A feromágnesesség nagy hatása, gyakran nagyobb, mint az alkalmazott mágneses mezőé, amely még alkalmazott mágneses mező hiányában is fennáll. A diamagnetizmus olyan tulajdonság, amely ellenzi az alkalmazott mágneses teret, de nagyon gyenge.
A paramagnetizmus erősebb, mint a diamagnetizmus, de gyengébb, mint a ferromagnetizmus. A ferromágnesességgel ellentétben a paramagnetizmus nem marad fenn, amikor a külső mágneses teret eltávolítják, mivel a hőmozgás véletlenszerűvé teszi aelektron spin irányvonalakat.
A paramagnetizmus erőssége arányos az alkalmazott mágneses mező erősségével. A paramagnetizmus azért válik létre, mert az elektron kering jelenlegi hurkok, amelyek mágneses mezőt generálnak és hozzájárulnak a mágneses momentumhoz. A paramágneses anyagokban az elektronok mágneses nyomatékai nem zárják ki teljesen egymást.
Hogyan működik a diamagnetizmus?
Összes az anyagok diamagnetikusak. A diamagnetizmus akkor fordul elő, amikor
orbitális Az elektronmozgás apró áramköröket képez, amelyek mágneses tereket hoznak létre. Külső mágneses mező alkalmazásakor az áramhurkok igazodnak és ellenzik a mágneses teret. Ez Lenz törvényének atomi variációja, amely szerint az állatok által indukált mágneses mezők ellenállnak azoknak a változásoknak, amelyek képezték őket.Ha az atomok nettó mágneses momentummal rendelkeznek, az ebből eredő paramagnetizmus felülbírálja a diamagnetizmust. A diamagnetizmus akkor is elborult, amikor az atommágneses momentumok nagy hatótávolságú rendezése ferromagnetizmust eredményez.
Tehát a paramágneses anyagok diamagnetikusak is, de mivel a paramagnetizmus erősebb, ezért osztályozzuk őket.
Érdemes megjegyezni, hogy bármely vezető erős változó mágneses mező jelenlétében diamagnetikus, mivel a keringő áramok ellenállnak a mágneses mező vonalainak. Bármely szupravezető tökéletes diamagnet, mivel nincs ellenállás az áramhurkok kialakulásának.
Az egyes elemek elektronkonfigurációjának megvizsgálásával meghatározható, hogy a mintában a nettó hatás diamágneses vagy paramagnetikus-e. Ha az elektronhéjak teljesen tele vannak elektronokkal, akkor az anyag diamagnetikus, mert a mágneses mezők kiiktatják egymást. Ha az elektronhéjak nem teljes mértékben töltöttek be, akkor mágneses momentum lesz és az anyag paramágneses.
Paramagnetikus vs. diamagnetikus példa
A következő elemek közül melyik várhatóan paramágneses? Diamágnesesek?
- Ő
- Lenni
- Li
- N
Megoldás
Az összes elektron diamágneses elemekben spin-párban van, tehát alsó részük befejeződik, és ezeket a mágneses mezők nem érintik. Paramágneses Az elemeket erősen befolyásolja a mágneses mező, mivel alsó részük nem töltött fel teljesen elektronokkal.
Annak meghatározásához, hogy az elemek paramágnesesek vagy diamagnetikusak-e, írja ki a elektron minden elem konfigurációja.
- Ő: 1s2 Az alsó héj meg van töltve
- Légy: 1s22s2 Az alsó héj meg van töltve
- Li: 1s22s1 Az alsó héj nincs kitöltve
- N: 1s22s22p3 Az alsó héj nincs kitöltve
Válasz
- Li és N paramágnesesek.
- Ő és Be diamagnetikusak.
Ugyanez a helyzet vonatkozik a vegyületekre, mint az elemekre. Ha pár nélkül vannak elektronok, akkor vonzódást okoznak az alkalmazott mágneses mezőben (paramágneses). Ha nincsenek pár nélkül álló elektronok, akkor nem vonzódik az alkalmazott mágneses mező (diamagnetikus).
Egy paramágneses vegyületre példa lehet a koordináció összetett [Fe (edta)3]2-. A diamagnetikus vegyületre példa az NH3.