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


МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ

МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ, векторная величина, характеризующая магн. св-ва в-ва. Магнитным моментом обладают все элементарные частицы и образованные из них системы (атомные ядра, атомы, молекулы). Магнитный момент атомов, молекул и др. многоэлектронных систем складывается из орбитальных магнитных моментов электронов, спиновых магнитных моментов электронов и ядер и вращат. магнитного момента, обусловленного вращением молекулы как целого. Орбитальный магнитный момент электрона
622_640-1.jpg,
где е и mе - абс. значения заряда и массы электрона соотв., с - скорость света,
ge - коэф. пропорциональности, наз. гиромагнитным отношением, вектор L - орбитальный момент кол-ва движения, квадрат к-рого равен 622_640-2.jpg (l - орбитальное квантовое число, 622_640-3.jpg - постоянная Планка). Знак минус обусловлен отрицат. зарядом электрона и означает, что направления магнитного момента mL и орбитального момента L противоположны. Электронный орбитальный магнитный момент значителен у многоэлектронных атомов и ионов с частично заполненными d- и f-орбиталями, напр. у атомов и ионов переходных металлов, а также у двухатомных молекул (напр., NO). У многоатомных орг. молекул и радикалов в осн. состоянии электронный орбитальный магнитный момент практически отсутствует. Магнитный момент, обусловленный спином электрона, ms = — gges, где вектор s - собств. момент кол-ва движения (спин), квадрат к-рого равен 622_640-4.jpg (s - спиновое квантовое число), g -множитель Ланде (g-фактор), равный для электрона 2,0023. Направление спинового магнитного момента электрона также противоположно направлению спина (собств. момента кол-ва движения). Магнитный момент электрона часто выражают через магнетон Бора 622_640-5.jpg Дж/Гс; тогда 622_640-6.jpg и магнитный момент, 622_640-7.jpg обусловленный спином ядра, определяется как mn = gnI, где gn - гиромагнитное отношение для ядра, а квадрат вектора I равен 622_640-8.jpg , где I - спиновое квантовое число ядра. Ядерный магнитный момент часто выражают через ядерный магнетон 622_640-9.jpg Дж/Гс, где тр - масса протона; тогда 622_640-10.jpgи 622_640-11.jpg, где gn — g-фактор ядра. Последняя величина имеет разл. значения для разных ядер и определяется внутр. (нуклонной) структурой ядра. Направление магнитного момента протона совпадает с направлением его спина; для др. ядер (напр., 15N) оно м. б. противоположным. Орбитальный магнитный момент mL, спиновые электронный и ядерный магнитные моменты ms и mn пропорциональны соответствующим моментам кол-ва движения L, S и I, но коэф. пропорциональности для них различны. По этой причине направление магнитного момента атомных и мол. систем, как правило, не совпадает с направлением вектора их полного момента кол-ва движения. У атомов и ионов, содержащих неспаренные электроны, главный вклад в магнитный момент вносят mL и ms: у орг. радикалов магнитный момент определяется почти исключительно ms, а небольшой вклад mL приводит лишь к малому отличию g-фактора радикалов от g-фактора своб. электронов. В магн. поле напряженности Н (вектор с компонентами Нх, Нy и Нz) энергия Е частицы изменяется:

E=E0 - mH - 1/2H.cH,

где E0 - энергия частицы в отсутствие поля, c - тензор, наз. магн. восприимчивостью частицы (приведены только первый и второй члены разложения в ряд по Н) (см. Зеемана эффект). Выражение для энергии Е частицы в магн. поле позволяет определить магнитный момент частицы как производную:

m= - дЕ/дН,

а компоненты тензора магн. восприимчивости c - как втoрые производные:

cij = - д2E/дHiдHj (i, j = х, у или z).

Для макроскопич. тел магнитный момент всех составляющих тело частиц усредняются, что приводит к появлению вектора намагниченности М, или магнитного момента единицы объема. Как правило, для элементарного объема dV

M = M0 + cH,

где М0 - намагниченность в отсутствие поля, c - макроскопич. магнитная восприимчивость, к-рая появляется в результате усреднения магн. восприимчивостей c отдельных частиц. У ферромагнетиков и ферримагнетиков M0 0, у диамагнетиков и парамагнетиков M0 = 0; в магн. поле диамагнетики и парамагнетики намагничиваются (М 0), причем для диамагнетиков c < 0, для парамагнетиков c > 0. Эксперим. измерение намагниченности М позволяет судить о том, в каких квантовых состояниях находятся составляющие тело частицы (атомы, ионы, молекулы). Однако из-за обменного взаимодействия магнитные моменты изолированных частиц часто не равны магнитным моментам тех же частиц в кристаллич. решетке, вычисляемым по намагниченности чистого в-ва или твердого р-ра.
===
Исп. литература для статьи «МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ»: Вонсовский С. В., Магнетизм микрочастиц, М., 1973; Калинников В. Т., Ракитин Ю. В., Введение в магнетохимию, М., 1980; Уайт Р., Квантовая теория магнетизма, пер. с англ., 2 изд., М., 1985.

Страница «МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн