Доклад - Парамагнетики

Парамагнетики

Парамагнетики - вещества с нескомпенсированными магнитными моментами и отсутствием магнитного атомного порядка. Магнитный момент парамагнетика равен нулю. Их магнитная восприимчивость всегда положительна. Под действием внешнего поля из-за преимущественной ориентации магнитных моментов в направлении поля появляется намагниченность. Т.е. у парамагнитных веществ при отсутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты электронов не компенсируют друг друга, и атомы (молекулы) парамагнетиков всегда обладают магнитным моментом. Однако вследствие теплового движения молекул их магнитные моменты ориентированы беспорядочно, поэтому парамагнитные вещества магнитными свойствами не обладают. При внесении парамагнетиков во внешнее магнитное поле устанавливается преимущественная ориентация магнитных моментов атомов по полю (полной ориентации препятствует тепловое движение атомов). Таким образом, парамагнетик намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его. При ослаблении внешнего магнитного поля до нуля ориентация магнитных моментов вследствие теплового движения нарушается и парамагнетик размагничивается.

Спиновый парамагнетизм, или парамагнетизм Паули, свойственный металлам, обусловлен электронами проводимости. В случае полупроводников его величина ничтожно мала. Спиновый парамагнетизм металлов не зависит от температуры. Не зависит от температуры и парамагнетизм Ван Флека. Он присущ веществам, атомы которых в основном энергетическом состоянии не обладают магнитным моментом. В данном случае парамагнетизм обусловлен примесью возбужденных состояний с магнитным моментом.

Примеры парамагнетиков: щелочные и щелочно-земельные металлы, некоторые переходные металлы, соли железа, кобальта, никеля, редкоземельных металлов, кислород, окись азота. Al, Na, Mg, Ta, W и другие. Магнитная проницаемость даже наиболее сильных парамагнетиков мало отличается от единицы:

1,00036 – у платины;

1,0034 – у жидкого кислорода.

Изучение парамагнетизма веществ дает возможность определять магнитные моменты атомов, исследовать их зарядовые состояния, позволяет получать информацию о строении сложных молекул, о кинетике химических реакций с участием свободных радикалов и т. д.