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


МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ

МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ, величина, характеризующая способность в-ва намагничиваться в магн. поле. Вектор намагниченности М, т.е. магн. момент единицы объема в-ва, связан с вектором Н напряженности однородного магн. поля соотношением:

M=М0 + cH,

где M0 - намагниченность в отсутствие поля, c - макроскопич. магнитная восприимчивость. В магн. поле изменяется энергия Е частицы (атома, иона) по сравнению с энергией в отсутствие поля; магнитной восприимчивостью частицы наз. коэффициент при втором члене разложения в ряд Е по Н (см. Магнитный момент). У диамагнетиков и парамагнетиков самопроизвольная намагниченность в отсутствие поля М0 = 0 и c = М/Н определяет наведенную намагниченность. В СИ c - безразмерная величина. Магнитная восприимчивость, рассчитанная на 1 кг (или 1 г) в-ва, наз. удельной (cуд = c/r. где r - плотность). Магнитная восприимчивость 1 моля в-ва наз. молярной, или атомной (cm = cуд.М, где М - мол. масса). Диа- и парамагнетики - слабомагнитные в-ва (c ~ 10-4-10-6), причем для диамагнетиков c < 0 (векторы М и Н противоположно направлены), у парамагнетиков c > 0 (направления векторов М и Н совпадают). Для слабомагнитных в-в х практически не зависит от Н (за исключением случаев очень сильных полей или низких т-р). Магнитная восприимчивость парамагнетиков, как правило, существенно зависит от т-ры. Согласно закону Кюри (установлен П. Кюри в 1895), температурная зависимость удельной магнитной восприимчивости парамагнетиков имеет вид:

cуд = С/Т,

где С - т. наз. постоянная Кюри. Закону Кюри подчиняются газы2, NO), пары щелочных металлов, разбавленные жидкие р-ры солей РЗЭ, нек-рые соли в кристаллич. состоянии. Классич. теория объясняет температурную зависимость cуд на основе статистич. рассмотрения системы частиц (атомов, молекул или ионов), обладающих магн. дипольным моментом m и слабо взаимодействующих между собой; тепловое движение частиц препятствует ориентации магн. моментов по полю. Магнитная восприимчивость может быть рассчитана по ур-нию:

cуд = NAm2эф/3kT,

гдe mэф - среднее (эффективное) значение m, NA - постоянная Авогадро, k - постоянная Больцмана. Квантовомех. рассмотрение (Дж. Ван Флек, 1932) дает такое же соотношение для газообразного в-ва при 601_621-32.jpg (g - фактор Ланде, mБ - магнетон Бора, J - квантовое число полного момента кол-ва движения частицы). Для большинства ионных кристаллов температурная зависимость c описывается законом Кюри - Вейса (установлен П. Вейсом в 1907):

c = С'/(T - D),

где С' - постоянная, часто совпадающая с постоянной Кюри, D - постоянная Вейса, учитывающая взаимод. магн. моментов ионов между собой и с внутрикристаллич. полем. Парамагнетизм системы, состоящей из многоэлектронных частиц с замкнутыми оболочками (и нулевым собственным магн. моментом), при наложении внеш. магн. поля м. б. обусловлен наличием возбужденных состояний, в к-рых частицы обладают отличным от нуля магн. моментом. Такой парамагнетизм не зависит от т-ры. Ферро- и антиферромагнетики обладают самопроизвольной намагниченностью в отсутствие поля, т.е. M0 0, магнитная восприимчивость c > 0 и достигает значений 104-105 (сильномагнитные в-ва). Магнитная восприимчивость зависит от напряженности поля Н и характеризуется значением дМН в каждой точке кривой намагничивания. Эта кривая определяет осн. параметры техн. магнитных материалов. В общем случае магнитная восприимчивость в-ва состоит из вкладов, обусловленных температурно зависимым парамагнетизмом c пара (ионы d- и f-элементов с нескомпенсир. спинами электронов, стабильные своб. радикалы и т. п.), температурно независимым парамагнетизмом cтнп и диамагнетизмом cдиа.

c = cпара + cтнп + cдиа.

Соотношение этих вкладов определяет, является ли в-во диа- или парамагнетиком. Так, магнитная восприимчивость диамагнитных металлич. кристаллов меньше, чем суммарная магнитная восприимчивость ионов решетки, что обусловлено электронами проводимости. Последние, обладая собственным магн. моментом, своим парамагнетизмом уменьшают суммарный диамагнетизм решетки. У щелочных металлов слабый диамагнетизм частиц с замкнутой электронной оболочкой меньше, чем парамагнетизм электронов проводимости, в то время как у меди и ее аналогов парамагнетизм электронов проводимости оказывается меньше, чем диамагнетизм 18-электронной оболочки (п - 1)s2p6d10. Экспериментально обычно определяют cуд при определенной т-ре, используя магнетометры (магн. весы). Принцип их работы основан на измерении мех. силы, действующей на точечный образец в неоднородном магн. поле либо на цилиндрич. образец, помещенный между полюсами магнита таким образом, что один его конец находится в поле с макс, напряженностью, а другой - в области с H ~ 0. Калибровку магнетометров производят при помощи в-в с известной магнитной восприимчивостью. Эталоном для диамагнетиков обычно служит Н2О, для твердых парамагнетиков - Hg[Co(SCN)4].
===
Исп. литература для статьи «МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ»: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1984.

Страница «МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

___

     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн