Materiaalit voidaan luokitella ferromagneettisiksi, paramagneettisiksi tai diamagneettisesta perustuu niiden vasteeseen ulkoiseen magneettikentään.
Ferromagneettisuus on suuri vaikutus, usein suurempi kuin sovelletun magneettikentän vaikutus, joka jatkuu jopa sovelletun magneettikentän puuttuessa. Diamagnetismi on ominaisuus, joka vastustaa sovellettua magneettikenttää, mutta se on erittäin heikko.
Paramagnetismi on vahvempi kuin diamagnetismi, mutta heikompi kuin ferromagnetizmi. Toisin kuin ferromagnetiikka, paramagnetismi ei jatku, kun ulkoinen magneettikenttä poistetaan, koska terminen liike satunnaistaaelektronin spin suuntaviivat.
Paramagnetismin vahvuus on verrannollinen sovelletun magneettikentän vahvuuteen. Paramagnetismi tapahtuu, koska elektroni kiertää nykyinen silmukat, jotka tuottavat magneettikentän ja lisäävät magneettista hetkeä. Paramagneettisissa materiaaleissa elektronien magneettiset momentit eivät poista kokonaan toisiaan.
Kuinka diamagnetismi toimii
Kaikki materiaalit ovat diamagneettisia. Diamagnetismi tapahtuu, kun
kiertoradan elektroniliike muodostaa pieniä virtapiirejä, jotka tuottavat magneettikenttiä. Kun ulkoinen magneettikenttä kohdistetaan, virran silmukat kohdistuvat ja vastustavat magneettikenttää. Se on Lenzin lain atomimuutos, jonka mukaan valtioiden indusoimat magneettikentät vastustavat muutosta, joka muodosti ne.Jos atomeilla on nettomagneettinen momentti, syntyvä paramagnetismi korvaa diamagnetismin. Diamagnetismi on myös hukkua, kun atomimagneettisten momenttien pitkän kantaman järjestäminen tuottaa ferromagneettisuutta.
Joten paramagneettiset materiaalit ovat myös diamagneettisia, mutta koska paramagnetismi on vahvempi, niin ne luokitellaan.
On syytä huomata, että johdolla on voimakas diamagnetismi muuttuvan magneettikentän ollessa läsnä, koska kiertävät virrat vastustavat magneettikenttäviivoja. Lisäksi mikä tahansa suprajohdin on täydellinen diamagneetti, koska virtapiirien muodostumiselle ei ole vastustusta.
Voit selvittää, onko näytteen nettovaikutus diamagneettinen vai paramagneettinen, tutkimalla kunkin elementin elektronimäärityksiä. Jos elektronien alakennat ovat täysin täynnä elektroneja, materiaali on diamagneettinen, koska magneettikentät poistavat toisiaan. Jos elektronien alakennat ovat epätäydellisesti täyttyneet, syntyy magneettinen momentti ja materiaali on paramagneettinen.
Paramagneettinen vs. diamagneettinen esimerkki
Mitkä seuraavista elementeistä odotetaan paramagneettisiksi? Diamagneettisesta?
- Hän
- Olla
- li
- N
Ratkaisu
Kaikki elektronit ovat spin-pareittain diamagneettisissa elementeissä, joten niiden alakuoret ovat valmis, jolloin magneettikentät eivät vaikuta niihin. paramagneettinen elementteihin vaikuttaa voimakkaasti magneettikentät, koska niiden alakuoret eivät ole täysin täyttyneitä elektrooneilla.
Selvitä onko elementit paramagneettiset vai diamagneettiset kirjoittamalla elektroni kunkin elementin kokoonpano.
- Hän: 1s2 subhell on täynnä
- Ole: 1s22s2 subhell on täynnä
- Li: 1 s22s1 subhell ei ole täytetty
- N: 1s22s22p3 subhell ei ole täytetty
Vastaus
- Li ja N ovat paramagneettisia.
- Hän ja Be ovat diamagneettisia.
Sama tilanne koskee yhdisteitä kuin alkuaineita. Mikäli parittomia elektroneja on, ne aiheuttavat vetovoiman sovellettuun magneettikenttään (paramagneettinen). Jos parittomia elektroneja ei ole, vetovoimaa sovellettuun magneettikenttään (diamagneettinen) ei ole.
Esimerkki paramagneettisesta yhdisteestä olisi koordinaatio monimutkainen [Fe (edta)3]2-. Esimerkki diamagneettisesta yhdisteestä olisi NH3.