Kuidas teada saada, kas element on paramagnetiline või diamagnetiline

Materjale võib liigitada ferromagnetilisteks, paramagnetilisteks või diamagneetiline põhineb nende reageerimisel välisele magnetväljale.

Ferromagnetizmus on suur mõju, sageli suurem kui rakendatud magnetvälja oma, mis püsib ka rakendatud magnetvälja puudumisel. Diamagnetism on omadus, mis vastandub rakendatud magnetväljale, kuid see on väga nõrk.

Paramagnetism on tugevam kui diamagnetism, kuid nõrgem kui ferromagnetism. Erinevalt ferromagnetilisusest ei püsi paramagnetism pärast välise magnetvälja eemaldamist, kuna termiline liikumine randomiseeribelektronide spin orientatsioonid.

Paramagnetismi tugevus on võrdeline rakendatud magnetvälja tugevusega. Paramagnetism tekib seetõttu, et moodustuvad elektronide orbiidid praegune silmuseid, mis tekitavad magnetvälja ja lisavad magnetmomenti. Paramagneetilistes materjalides ei tühista elektronide magnetmomendid üksteist täielikult.

Kõik materjalid on diamagneetilised. Diamagnetism ilmneb siis, kui orbitaal elektronide liikumine moodustab pisikesed vooluahelad, mis tekitavad magnetvälju. Kui rakendatakse välist magnetvälja, joondavad voolu silmused magnetvälja ja on sellele vastu. See on Lenzi seaduse aatomiline variatsioon, mille kohaselt indutseeritud magnetväljad on vastu muutusele, mis neid moodustas.

Kui aatomitel on netomagnetmoment, siis tekitab paramagnetism diamagnetismi. Diamagnetism on samuti hämmingus, kui aatommagnetmomentide pikamaa-alane järjestamine põhjustab ferromagnetilisust.

Nii et ka paramagneetilised materjalid on diamagnetilised, kuid kuna paramagnetism on tugevam, siis klassifitseeritakse need nii.

Väärib märkimist, et igal dirigendil on muutuva magnetvälja olemasolul tugev diamagnetism, kuna ringlevad voolud on vastu magnetvälja joontele. Samuti on ükskõik milline ülijuht täiuslik diamagnet, kuna vooluahelate moodustumisel puudub vastupidavus.

Iga elemendi elektronkonfiguratsiooni uurimisega saate kindlaks teha, kas proovi netoefekt on diamagnetiline või paramagnetiline. Kui elektronide alakered on täielikult elektronidega täidetud, on materjal diamagnetiline, kuna magnetväljad tühistavad üksteise. Kui elektronide alamkehad on mittetäielikult täidetud, tekib magnetmoment ja materjal on paramagnetiline.

Milline järgmistest elementidest võiks eeldada olevat paramagnetiline? Diamagneetiline?

• Tema
• Ole
• Li
• N

Kõik elektronid on diamagnetilistes elementides spinn-paaris, nii et nende alamkehad on lõpule viidud, põhjustades magnetväljade mõju neile. Paramagnetiline elemente mõjutavad tugevalt magnetväljad, kuna nende alamkehad pole elektronidega täielikult täidetud.

Et teha kindlaks, kas elemendid on paramagnetilised või diamagnetilised, kirjutage välja elektron iga elemendi konfiguratsioon.

• Ta: 1s² alamkest on täidetud
• Ole: 1 s²2 s² alamkest on täidetud
• Li: 1 s²2 s¹ alamkest pole täidetud
• N: 1 s²2 s²2p³ alamkest pole täidetud

• Li ja N on paramagneetilised.
• Tema ja Be on diamagnetilised.

Ühendite ja elementide kohta kehtib sama olukord. Paarimata elektronide olemasolul põhjustavad nad tõmbe rakendunud magnetvälja (paramagneetiline) vastu. Kui puuduvad paarimata elektronid, siis puudub ka rakendatud (diamagnetiline) magnetväli.

Paramagnetilise ühendi näiteks oleks koordinatsioon keeruline [Fe (edta)₃]^2-. Diamagnetilise ühendi näiteks oleks NH₃.