Definícia parametrov a príklady

Paramagnetizmus sa vzťahuje na vlastnosť určitých materiálov, ktoré sú slabo priťahované magnetickými poľami. Ak sú exponované vonkajšiemu magnetickému poľu, vytvárajú sa v týchto materiáloch vnútorné indukované magnetické polia, ktoré sú usporiadané v rovnakom smere ako použité pole. Akonáhle je aplikované pole odstránené, materiály strácajú svoj magnetizmus, pretože tepelný pohyb náhodne orientuje elektrónovú rotáciu.

Materiály, ktoré vykazujú paramagnetizmus, sa nazývajú paramagnetické. Niektoré zlúčeniny a väčšina chemických prvkov sú za určitých okolností paramagnetické. Skutočné paramagnety však vykazujú magnetickú citlivosť podľa zákonov Curie alebo Curie-Weiss a vykazujú paramagnetizmus v širokom rozsahu teplôt. Príklady paramagnetov zahŕňajú koordinačný komplex myoglobín, komplexy prechodných kovov, oxid železa (FeO) a kyslík (O).2). Titán a hliník sú kovové prvky, ktoré sú paramagnetické.

Superparamagnety sú materiály, ktoré vykazujú čistú paramagnetickú odozvu a napriek tomu zobrazujú feromagnetické alebo ferrimagnetické usporiadanie na mikroskopickej úrovni. Tieto materiály dodržiavajú Curieho zákon, ale majú veľmi veľké Curieho konštanty.

instagram viewer
ferrofluids sú príkladom superparamagniet. Pevné superparamagnety sú známe aj ako mictomagnety. Zliatina AuFe (zlato-železo) je príkladom mictomagnetu. Feromagneticky viazané zhluky v zliatine zamrznú pod určitou teplotou.

Ako funguje paramagnetizmus

Paramagnetizmus je výsledkom prítomnosti najmenej jedného nepárového elektrón sa točí v atómoch alebo molekulách materiálu. Inými slovami, akýkoľvek materiál, ktorý má atómy s neúplne vyplnenými atómovými orbitálmi, je paramagnetický. Otáčanie nepárových elektrónov im dáva magnetický dipólový moment. V podstate každý nepárový elektrón v materiáli pôsobí ako malý magnet. Keď sa použije externé magnetické pole, spin elektrónov sa vyrovná s poľom. Pretože všetky nepárové elektróny sú zarovnané rovnakým spôsobom, materiál je priťahovaný do poľa. Po odstránení vonkajšieho poľa sa otočenie vráti do svojej náhodnej orientácie.

Približne nasleduje magnetizácia Curieho zákon, ktorý uvádza, že magnetická citlivosť χ je nepriamo úmerná teplote:

M = xH = CH / T

kde M je magnetizácia, χ je magnetická citlivosť, H je pomocné magnetické pole, T je absolútna teplota (Kelvin) a C je Curieova konštanta špecifická pre materiál.

Druhy magnetizmu

Magnetické materiály možno zaradiť do jednej zo štyroch kategórií: ferromagnetizmus, paramagnetizmus, diamagnetizmus a antiferomagnetizmus. Najsilnejšou formou magnetizmu je feromagnetizmus.

Feromagnetické materiály vykazujú magnetickú príťažlivosť, ktorá je dostatočne silná na to, aby sa cítila. Feromagnetické a ferrimagnetické materiály môžu časom zostať magnetizované. Bežné magnety na báze železa a magnety vzácnych zemín vykazujú feromagnetizmus.

Na rozdiel od feromagnetizmu sú sily paramagnetizmu, diamagnetizmu a antiferomagnetizmu slabé. Pri antiferomagnetizme sa magnetické momenty molekúl alebo atómov vyrovnávajú podľa vzoru, v ktorom sused elektrónové točenia smerujú opačným smerom, ale magnetické usporiadanie mizne nad určitým teplotu.

Paramagnetické materiály sú slabo priťahované do magnetického poľa. Antiferomagnetické materiály sa stanú paramagnetickými nad určitou teplotou.

Diamagnetické materiály sú slabo odpudzované magnetickými poľami. Všetky materiály sú diamagnetické, ale látka nie je obvykle označená ako diamagnetická, pokiaľ chýbajú iné formy magnetizmu. Vizmut a antimón sú príklady diamagnetov.