Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ПАРАМАГНЕТИКИ

ПАРАМАГНЕТИКИ, в-ва, намагничивающиеся во внеш. магн. поле по направлению поля. Это св-во в-в наз. пара-магнетизмом. В неоднородном магн. поле парамагнетики втягиваются в область сильного магн. поля. Их магн. восприимчивость c всегда положительна.

Парамагнетизм характерен для в-в, атомы, ионы или молекулы к-рых обладают собств. магн. моментами, но в отсутствие внеш. поля эти моменты ориентированы хаотично и в целом намагниченность в-ва отсутствует. Магн. моменты м. б. обусловлены орбитальным движением электронов в оболочках атомов или молекул (орбитальный парамагнетизм), спиновыми моментами самих электронов (спиновый парамагнетизм), магн. моментами ядер атомов (ядерный парамагнетизм). В отличие от антиферромагнетиков, ферримагнетиков и ферромагнетиков парамагнетики в отсутствие внеш. магн. поля не обладают магн. структурой. Внеш. магн. поле приводит к упорядочению магн. моментов и, как следствие, к появлению намагниченности вдоль поля.

Конкуренция между упорядочивающим действием магн. поля и разупорядочивающим действием теплового движения частиц в-ва (атомов, ионов) приводит к след. ф-ле для c парамагнетиков (закон Кюри):

3526-1.jpg

где m-величина магн. момента атома, N -число парамагнитных атомов в 1 моле в-ва, bkB-постоянная Больцмана, Т-абс. т-ра. При наличии нек-рого взаимод. между магн. моментами и их взаимод. с внутрикристаллич. полем c парамагнетиков описывается ф-лой (закон Кюри-Вейса):

3526-2.jpg

где q-константа Вейса, характеризующая влияние внутрикристаллич. поля. Для ферромагнетиков, становящихся выше точки Кюри парамагнетиками, q-положит, величина, для антиферромагнетиков, переходящих в парамагнитное состояние выше точки Нееля, q - в большинстве случаев отрицательна.

Ф-лы (1) и (2) справедливы в области слабых магн. полей, когда намагниченность в-ва I линейно возрастает с ростом напряженности магн. поля H (I = cH). С возрастанием H и понижением т-ры увеличивается степень упорядочения магн. моментов атомов, а зависимость I от магн. поля и т-ры имеет более сложный вид. Ф-лы (1) и (2) м. б. использованы для определения концентрации парамагнитных атомов по величине их магн. момента и характеру зависимости c парамагнетиков от т-ры.

Спиновый парамагнетизм, или парамагнетизм Паули, свойственный металлам, обусловлен электронами проводимости. В случае полупроводников его величина ничтожно мала. Спиновый парамагнетизм металлов не зависит от т-ры. Не зависит от т-ры и парамегнетизм Ван Флека. Он присущ в-вам, атомы или ионы к-рых в осн. энергетич. состоянии не обладают магн. моментом. В данном случае парамагнетизм обусловлен примесью возбужденных состояний с магн. моментом.

В случае ядерного парамагнетизма c подчиняется закону Кюри [ур-ние (1), где m-величина ядерного магн. момента, N - концентрация атомных ядер]. Экспериментально ядерный парамагнетизм можно наблюдать в области сверхнизких т-р и лишь у тех B-B, в к-рых отсутствуют элект-роны проводимости, а электронные оболочки атомов не имеют магн. моментов, напр. у 3He при т-ре ниже 0,1 К.

К парамагнетикам относят нек-рые газы (напр., O2, NO), щелочные и щел.-зем. металлы, нек-рые металлы переходных групп с незаполненными d- или f-электронными оболочками, сплавы этих металлов, хим. соед. переходных металлов, их водные р-ры, твердые р-ры переходных элементов в диамагнитных матрицах, а также своб. радикалы, бирадикалы, молекулы в триплетных электронных состояниях. В парамагнитное состояние переходят антиферро-, ферри- и ферромагнетики при т-рах выше т-р соответствующих фазовых переходов.

Изучение парамагнетизма в-в дает возможность определять магн. моменты атомов, ионов, исследовать их зарядовые состояния, позволяет получать информацию о строении мол. комплексов, сложных молекул, о структуре твердых р-ров парамагнитных ионов в диамагнитных матрицах, о кинетике хим. р-ций с участием своб. радикалов и т. д. Аналогичная информация м. б. получена при помощи ЭПР (осн. метод) и ЯМР. Адиабатич. размагничивание парамагнитных солей (элементов групп Fe и РЗЭ) используют для получения сверхнизких т-р (ниже 1 К). Измерения c парамагнитных солей применяют для измерения низких т-р.

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, M., 1971; Киттель Ч., Введение в физику твердого тела, пер. с англ., M., 1978. См. также лит. при ст. Магнето-химия. Д. Г. Андрианов.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн