¿Por qué son algunos de los materiales diamagnéticos, otros paramagnético, y otros ferromagnéticos?
O, dicho de otra manera, que de sus propiedades atómicas determina cual de las tres formas de magnetismo (en todo caso) el compuesto va a tomar?
Es el paramagnetismo a ferromagnetismo un espectro continuo, o no hay una zona gris entre ambos?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Hay un par decente reglas de oro para la para - y diamagnetism.
Un sistema es paramagnético si tiene un momento magnético neto porque tiene electrones de como (en paralelo) vueltas. Estos son a menudo llamados tripletes (o más) de los estados. En los átomos y moléculas, que se producen cuando el más alto ocupado atómica/molecular orbital no es completa (degeneración > 2 * # de electrones de valencia). En este caso, Hund reglas sugieren que los electrones inferior de su energía mediante la alineación de sus tiradas.
En contraste, un diamagnet no tiene momento magnético debido a que todos los electrones están apareados.
Casi todos los libres de los átomos son paramagnéticos, porque casi todos los átomos tienen espines no apareados. Las excepciones son la última columna de la s, p, d, y f (bloque 2, 12, y 18). (Cualquiera que me estoy perdiendo?) Por ejemplo, que es una propiedad importante para el de Stern-Gerlach experimentos y trampas magnéticas.
La mayoría de las moléculas, sin embargo, plenamente vinculado tiradas. En primer lugar, la mayoría de las moléculas tienen un número par de vueltas, excepto para los radicales libres, que son relativamente inestables. Para averiguar si la molécula tiene un momento magnético neto (paramagnético) o no (diamagnéticos), usted tiene que mirar en su orbitales moleculares. El ejemplo clásico es el oxígeno, que tiene un medio lleno (o medio vacío) $\pi_{2p}^\ast$ orbitales, y nitrógeno, que tiene un total $\pi_{2p}^\ast$ orbital. Ver: http://www.mpcfaculty.net/mark_bishop/molecular_orbital_theory.htm.
Para los cristales y de estado sólido de los materiales, la pregunta es más difícil, pero no se termina bajando a la misma pregunta: ¿hay un momento magnético neto a causa de espines no apareados, en cuyo caso es un paramagnético? o no hay neto momento magnético debido a todas las tiradas están vinculados, en cuyo caso es un diamagnet?
Por supuesto, en estado sólido, hay una tercera situación, un ferroimán. Esto es bastante difícil de predecir en los sistemas reales, y es un importante campo de investigación. Algunos sistemas modelo (modelo del sistema: mucho simplefr modelo matemático de un sistema) se pueden resolver y dar pistas de qué buscar. Por ejemplo, espines libres en un entramado crear un paramagnet por el argumento anterior: el cristal tiene un momento magnético neto. Se puede esperar, en un campo magnético, el spin de un electrón crea un campo magnético que puede afectar a sus vecinos. Dado que el sistema es paramagnético, se podría esperar que los vecinos se alinean con su campo magnético local, que es inducida por sus vecinos, y todo el cristal se polariza a sí mismo, creando un ferroimán. Esta es una explicación de campo medio del modelo de Ising. Se da una buena intuición a pesar de que es demasiado simple para describir cualquier sistema real.
