პარამაგნიტური ატომების სია

პარამაგნიტური სახეობები ყველგან არის. სწორ გარემოში და სწორად მწუხარე ტონით გაჟღერებული ეს ფრაზა შეიძლება მოიწვიოს უცნაური უცხოპლანეტელი დამპყრობლების გამოსახულებები მთელს მსოფლიოში. ამის ნაცვლად, ეს არის ძირითადი განაცხადი დედამიწაზე და მის გარშემო მკაფიოდ განსაზღვრული ნაწილაკების მიერ გაზიარებული გარკვეული ხარისხის შესახებ და განსაზღვრული ობიექტური და ადვილად განსაზღვრული კრიტერიუმების გამოყენებით.

თქვენ ეჭვგარეშეა, რომ თქვენს ცხოვრებაში იყენებდით მაგნიტებს და უმეტეს შემთხვევაში, როდესაც თქვენ მუშაობდით არაპრივიალური მაგნიტური ველის ფარგლებში, ამის შესახებ არ იცნობდით. შეიძლება ისიც კი იცოდეთ, რომ გარკვეული მასალები მუდმივი მაგნიტების ფუნქციას ასრულებს და ამან შეიძლება ლითონები მიიზიდოს, თუმცა ეს ლითონები აშკარად მაგნიტები არ არიან. თუ ისინი?

როგორც ეს ხდება, ფიზიკის სამყარო, კერძოდ, ელექტრომაგნეტიზმის ქვე-დისციპლინა მოიცავს სხვადასხვა სახის მაგნეტიზმს. ამათგან ერთია პარამაგნეტიზმი, და ეს არის თვისება, რომელიც ხშირად ადვილად გადამოწმდება დანახვაზე, რადგან პარამაგნიტური მასალები იზიდავს გარედან გამოყენებულ მაგნიტურ ველს. როგორ ხდება ეს და საიდან მოდის მაგნიტური "ველები"? შანსი გაეცნოთ ამ ყველაფერს და უფრო მეტს, უნდა გიბიძგოთ კითხვის გაგრძელებისკენ!

1700-იანი წლების ბოლოს დაფიქსირდა, რომ კომპასის ნემსი, რომელიც დედამიწის მაგნიტური ველის შედეგად მიედინება ჩრდილოეთისკენ, შეიძლება გადაიტანოს ახლომდებარე ელექტროენერგიის არსებობით.

ეს არის პირველი ცნობილი მტკიცებულება იმისა, რომ ელექტროენერგია და მაგნეტიზმი რატომღაც ერთმანეთთან იყო დაკავშირებული. სინამდვილეში, მოძრავი მუხტები (რაც ელექტროენერგიის დეფინიციაა) წარმოქმნის მაგნიტურ ველებს "ხაზებით", რაც დამოკიდებულია ელექტრული წრის გეომეტრიაზე.

როდესაც მიმდინარე გადამზიდი მავთული ხვეულია, ან რამდენჯერმე იხვევა გარკვეული სახის ლითონის გარშემო, ამან შეიძლება გამოიწვიოს მაგნეტიზმის თვისება ამ მეტალებში, თუნდაც მიმდინარეობის დროს გამოყენებითი. ზოგიერთი მათგანი გამოიყენება ისეთ ადგილებში, როგორიცაა ჯართის ეზოები და საკმარისად მძლავრია მთლიანი ავტომობილების ასამაღლებლად.

ელექტრული დენის და მაგნიტური ველების ურთიერთქმედება არის საგანი, რომელსაც შეუძლია და ავსებს მთელ სახელმძღვანელოებს, მაგრამ ახლა უნდა იცოდეთ, რომ ზოგიერთი მასალის მიზეზია სხვაგვარად რეაგირება მაგნიტურ ველებზე, ვიდრე სხვებს აქვს ელექტრონების თვისებები ატომების ყველაზე მაღალ ("ყველაზე შორეულ") ენერგეტიკულ გარსში მასალები.

თუ მყარი ნივთიერება მოათავსეს გამოყენებულ მაგნიტურ ველში, შეიძლება ველოდოთ ნივთიერების მოლეკულების ქცევა გარკვეულწილად დამოკიდებულია მასალის მდგომარეობაზე. Ეს არის გაზი, რომელსაც აქვს მოლეკულები, რომლებიც საკმაოდ თავისუფლად მოძრაობენ და ა თხევადი, რომელშიც მოლეკულები ერთად რჩებიან, მაგრამ თავისუფლად შეუძლიათ ერთმანეთის გადალახვა, შეიძლება განსხვავებულად მოიქცნენ, ვიდრე მყარი, რომლის მოლეკულები ჩაკეტილია ადგილზე, ჩვეულებრივ ქსელის ტიპის სტრუქტურაში.

თუ თქვენ წარმოიდგენთ მყარი ძირითადი ბროლის სტრუქტურას (და ამ განმეორებადი ნიმუშის ბუნება შეიძლება განსხვავდებოდეს ნივთიერებებით ნივთიერებამდე), თქვენ წარმოიდგენთ ატომების ბირთვებს კუბურების ცენტრში ყოფნა, ელექტრონებს შორის სივრცეები იკავებს, ვიბრაციისგან თავისუფალნი არიან და ლითონის მყარი ნივთიერებების შემთხვევაში თავისუფლად იხეტიალებენ თავიანთ მშობელს. ბირთვები.

როდესაც მყარი ელექტრონები ნივთიერებას უქმნის მუდმივ მაგნიტს ან შეიძლება გახდეს მაგნიტი, ნივთიერება ე.წ. ფერომაგნიტური (ლათინურიდან ferrum, რკინას ნიშნავს). რკინის გარდა, ელემენტები კობალტი, ნიკელი და გადოლინიუმი ფერომაგნიტურია.

ნივთიერებების უმეტესობა სხვა რეაგირებას ახდენს მაგნიტურ ველებზე, რაც ატომების უმეტესობას პარამაგნიტურს ან დიამაგნიტურს ხდის. ეს თვისებები სხვადასხვა ხარისხში გვხვდება ერთსა და იმავე მასალებში და ისეთი ფაქტორები, როგორიცაა ტემპერატურა, შეიძლება გავლენა იქონიოს მასალის რეაქციაზე გამოყენებულ მაგნიტურ ველებზე.

განვიხილოთ სამი განსხვავებული მეგობარი, რომლებიც თქვენს მიერ არჩეულ კანდიდატებად შეარჩიეთ თქვენი ახალი სამეცნიერო სათამაშო აპის შესამოწმებლად.

ერთ-ერთი მათგანი მხოლოდ თქვენს მოთხოვნებს პასუხობს, რომ შეეცადოთ სცადოთ უფრო მდგრადი გახდეს, ვიდრე თავიდანვე თამაშის სათამაშო იყო. მეორე თანახმაა დააინსტალიროთ აპი და ითამაშეთ, მაგრამ სწრაფად წყვეტს თამაშს და წაშლის აპის ყოველ ჯერზე, როდესაც მას მარტო დატოვებთ, მხოლოდ მისი ინსტალაციისთვის და თამაშის გასაგრძელებლად, როდესაც კვლავ გამოჩნდებით; და მესამე მეგობარი მაშინვე ეკიდება აპლიკაციას და არასოდეს წყვეტს მის გამოყენებას.

ასე თავისუფლად მუშაობს, თუ როგორ მუშაობს სამი სახის მაგნეტიზმი, რომლის შესახებაც ოფისში წვეულებაზე გსმენიათ. მიუხედავად იმისა, რომ ფერომაგნეტიზმი, უკვე აღწერილი, მუდმივი მაგნეტიზმის მდგომარეობაა, როგორ ხდება ეს და რა ალტერნატივები არსებობს?

როგორც ეს ხდება, ფერომაგნეტიზმის ოთხი კარგად გასაგები ალტერნატივა არსებობს. პარამაგნეტიზმი ისევ მაგნიტური ველის მოზიდვის თვისებაა და ვრცელდება მეტალების ფართო სპექტრზე, მათ შორის თანამედროვე მაცივრებზე. დიამაგნეტიზმი საპირისპიროა, მაგნიტური ველის მოგერიების ტენდენცია. ყველა მასალა გამოხატავს დიამაგნეტიზმის გარკვეულ ხარისხს. ორივე შემთხვევაში, კრიტიკულად, ველი ამოღებისას მასალა უბრუნდება წინა მდგომარეობას.

• ხმამაღლა ლაპარაკით, ”ფერომაგნეტიზმი” და ”პარამაგნეტიზმი” ძალიან ჰგავს ერთმანეთს, ამიტომ ფრთხილად იყავით, როდესაც ამ თემებზე იმსჯელებთ ფიზიკის სასწავლო ჯგუფში.

ფერიმაგნეტიზმი და ანტიფერომაგნეტიზმი ნაკლებად გვხვდება მაგნეტიზმის ტიპები. ფერიმაგნიტური მასალები ფერომაგნიტური მასალების მსგავსად იქცევა და მოიცავს იაკობზიტს და მაგნეტიტს. ჰემატიტი და ტროლიტი ორი ნაერთია, რომლებიც ანტიფერომაგნეტიზმის დემონსტრირებას ახდენენ, სადაც მაგნიტური მომენტი არ წარმოიქმნება.

პარამაგნიტური ელემენტები და პარამაგნიტური მოლეკულები ერთ მთავარ თვისებას იზიარებენ და ესაა ქონა შეუწყვილებელი ელექტრონები. რაც უფრო მეტია მათგან, მით უფრო მეტია ატომის ან მოლეკულის პარამაგნეტიზმის ჩვენების ალბათობა. ეს ხდება იმის გამო, რომ ეს ელექტრონები ფიქსირდება დაყენებული მაგნიტური ველის ორიენტაციით, ქმნის თითოეულს ატომის ან მოლეკულის გარშემო მაგნიტურ დიპოლურ მომენტებს.

თუ თქვენ კარგად იცნობთ ელექტრონების "შევსების" წესებს, იცით, რომ ქვეჯგუფებში ორბიტალები იტევს ორს ელექტრონები თითოეულისთვის, და რომ ეს არის ერთ – ერთი s ქვესახელისთვის, სამი p ქვესაფარისთვის და ხუთი d ქვეშენი. ეს საშუალებას იძლევა ორი, ექვსი და 10 ელექტრონის სიმძლავრე თითოეულ ქვეჯანგში, მაგრამ ისინი ისე შეივსება, რომ თითოეული ორბიტალი ფლობს მხოლოდ ერთ ელექტრონს რაც შეიძლება დიდხანს, სანამ იქ არსებულ ერთ ელექტრონს მოთავსდება a მეზობელი.

ეს ნიშნავს, რომ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ინფორმაცია პერიოდულ ცხრილში ელემენტების დასადგენად არის თუ არა მასალა პარამაგნიტური და სიხარულით თუ არა ეს იქნება სუსტად პარამაგნიტური (როგორც Cl- ში, რომელსაც აქვს ერთი დაწყვილებული ელექტრონი) ან მკაცრად პარამაგნიტური (პლატინის მსგავსად, რომელსაც ორი დაწყვილებული ელექტრონი აქვს).

მაგნეტიზმის რაოდენობრივი შეფასების ერთ-ერთი გზაა პარამეტრი, რომელსაც ეწოდება მაგნიტური მგრძნობელობა χ_მ, რომელიც არის განზომილებიანი სიდიდე, რომელიც უკავშირდება მასალის რეაგირებას გამოყენებულ მაგნიტურ ველზე. რკინის ოქსიდის, FeO, ძალიან მაღალი ღირებულებაა 720.

მკაცრად პარამაგნიტულად მიჩნეულ სხვა მასალებში შედის რკინის ამონიუმის ალუმი (66), ურანი (40), პლატინა (26), ვოლფრამი (6.8), ცეზიუმი (5.1), ალუმინი (2.2), ლითიუმი (1.4) და მაგნიუმი (1.2), ნატრიუმი (0.72) და ჟანგბადის გაზი (0.19).

ეს მნიშვნელობები ფართო სპექტრია და ჟანგბადის გაზი შეიძლება მოკრძალებულად გამოიყურებოდეს, მაგრამ ზოგიერთ პარამაგნიტურ მასალაში გაცილებით მცირე მნიშვნელობებია, ვიდრე ზემოთ ჩამოთვლილი. ოთახის ტემპერატურაზე მყარი ნივთიერებების უმეტესობას აქვს χ_მ მნიშვნელობები ნაკლებია, ვიდრე 0,00001, ან 1 x 10^-5.

მგრძნობელობა, როგორც თქვენ მოელით, მოცემულია როგორც უარყოფითი მნიშვნელობა, როდესაც მასალა დიამაგნიტურია. მაგალითებში შედის ამიაკის (−.26) ბისმუთი (−16.6) ვერცხლისწყალი (−2.9) და ნახშირბადი ალმასში (−2.1).