O magnetismo surpreende a todos quando o encontram pela primeira vez. Os ímãs atraem alguns objetos como por mágica, mas apenas materiais específicos respondem a um ímã. Entender quais materiais respondem e quais não são muito simples, mas depende de uma compreensão de como os ímãs funcionam em geral. Enquanto a maioria das pessoas sabe que os metais são atraídos por ímãs, na realidade, metais "ferromagnéticos" como o ferro são os principais metais que são atraídos por eles, embora metais paramagnéticos e ferrimagnéticos (com um "i," não um "o") tenham uma atração fraca por ímãs, também.
TL; DR (muito longo; Não li)
Ferro, cobalto e níquel, bem como ligas compostas por esses metais ferromagnéticos, são fortemente atraídos por ímãs. Outros metais ferromagnéticos incluem gadolínio, neodímio e samário.
Os metais paramagnéticos são fracamente atraídos pelos ímãs e incluem platina, tungstênio, alumínio e magnésio.
Metais ferrimagnéticos como a magnetita também são atraídos por ímãs, enquanto metais diamagnéticos como prata e cobre são repelidos por eles.
Como funciona o magnetismo
Compreender o magnetismo é essencial se você quiser saber por que alguns metais são atraídos por ímãs e outros não. O movimento dos elétrons em um átomo produz um pequeno campo magnético, mas normalmente esse campo é cancelado pelo movimento de outros elétrons e seus campos magnéticos opostos. No entanto, em alguns materiais, quando você aplica um campo magnético, os spins dos elétrons vizinhos se alinham, o que produz um campo de rede em todo o material. Em suma, em vez de cancelar os campos uns dos outros, os elétrons nesses materiais se unem e formam um campo mais forte. Em alguns materiais, esse alinhamento desaparece quando o campo é removido, mas em outros, ele permanece mesmo após o campo ter sido removido.
Os ímãs têm pólos positivos e negativos (ou pólos norte e sul) e, como a maioria das pessoas sabe, os pólos correspondentes se repelem, enquanto os pólos opostos se atraem.
Metais Ferromagnéticos e Ligas
Materiais ferromagnéticos são atraídos por ímãs porque seus elétrons giram e os "momentos magnéticos" resultantes se alinham facilmente e retêm esse alinhamento mesmo sem um campo magnético externo. Materiais ferromagnéticos como ferro, níquel e cobalto são, portanto, atraídos por ímãs, bem como metais de terras raras como gadolínio, neodímio e samário.
As ligas feitas desses materiais também são atraídas por ímãs, de modo que o aço inoxidável com quantidades substanciais de ferro (em oposição ao cromo, por exemplo) é atraído por ímãs. Outras ligas ferromagnéticas incluem awaruita (níquel e ferro), wairauita (cobalto e ferro), alnico (cobalto, ferro, níquel, alumínio, titânio e cobre) e cromo (cromo, cobalto e ferro). Essencialmente, qualquer liga composta de materiais ferromagnéticos também será magnética.
Metais paramagnéticos e magnetismo
Os metais paramagnéticos têm uma atração mais fraca para os ímãs do que os metais ferromagnéticos e não retêm suas propriedades magnéticas na ausência de um campo magnético. Metais paramagnéticos incluem:
- platina
- alumínio
- tungstênio
- molibdênio
- tântalo
- césio
- lítio
- magnésio
- sódio
- urânio
Metais ferrimagnéticos e magnetismo
Alguns materiais são classificados como ferrimagnéticos. Isso ocorre quando um composto iônico tem duas redes de material com momentos magnéticos opostos, mas os dois não estão completamente equilibrados, levando a uma magnetização líquida. A magnetita é um exemplo desse tipo de magnetismo e foi originalmente considerada um material ferromagnético devido às semelhanças entre esses dois tipos de magnetismo. No entanto, muitos materiais ferrimagnéticos são cerâmicos em vez de metais.
Metais diamagnéticos e magnetismo
Os metais diamagnéticos são repelidos por ímãs, em vez de atraídos por eles, e geralmente fracamente. Os materiais são classificados como diamagnéticos quando seus momentos magnéticos agem em oposição ao campo aplicado, em vez de aumentá-lo. Esses materiais incluem prata, chumbo, mercúrio e cobre.