รายชื่ออะตอมพาราแมกเนติก

สายพันธุ์พาราแมกเนติกมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง ในฉากที่ถูกต้องและเปล่งเสียงที่มืดมนอย่างเหมาะสม วลีนั้นสามารถเรียกภาพของผู้บุกรุกจากต่างดาวที่แปลกประหลาดที่อาละวาดไปทั่วโลก แต่เป็นข้อความพื้นฐานเกี่ยวกับคุณภาพบางอย่างที่ใช้ร่วมกันโดยกลุ่มอนุภาคที่กำหนดไว้อย่างดีบนและเกี่ยวกับโลก และอีกสิ่งหนึ่งกำหนดโดยใช้เกณฑ์วัตถุประสงค์และกำหนดได้ง่าย

คุณไม่ต้องสงสัยเลยว่าใช้แม่เหล็กในชีวิตของคุณ และในกรณีส่วนใหญ่ที่คุณใช้งานภายในสนามแม่เหล็กที่ไม่สำคัญ คุณไม่เคยรับรู้มาก่อน คุณอาจรู้ด้วยซ้ำว่าวัสดุบางชนิดทำหน้าที่เป็นแม่เหล็กถาวร และสามารถดึงดูดโลหะได้แม้ว่าโลหะเหล่านั้นจะไม่ใช่แม่เหล็กที่เห็นได้ชัดก็ตาม หรือพวกเขา?

เมื่อมันเกิดขึ้น โลกของฟิสิกส์ โดยเฉพาะสาขาย่อยของแม่เหล็กไฟฟ้า มีแม่เหล็กหลายประเภท หนึ่งในนั้นคือ พาราแมกเนติกและเป็นคุณสมบัติที่มักจะตรวจสอบได้ง่ายเมื่อมองเห็น เนื่องจากวัสดุพาราแมกเนติกถูกดึงดูดไปยังสนามแม่เหล็กภายนอก แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรและ "สนามแม่เหล็ก" มาจากไหน? โอกาสในการเรียนรู้ทั้งหมดนั้นและอื่น ๆ ควรดึงคุณให้อ่านต่อไป!

ในช่วงปลายทศวรรษ 1700 พบว่าเข็มในเข็มทิศซึ่งชี้ไปทางทิศเหนืออันเป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กของโลกสามารถเบี่ยงเบนได้จากการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้าในบริเวณใกล้เคียง

นี่เป็นหลักฐานแรกที่ทราบกันว่าไฟฟ้าและแม่เหล็กมีการเชื่อมต่อกัน อันที่จริง ประจุเคลื่อนที่ (ซึ่งเป็นนิยามของกระแสไฟฟ้า) จะสร้างสนามแม่เหล็กด้วย "เส้น" ซึ่งขึ้นอยู่กับรูปทรงของวงจรไฟฟ้า

เมื่อลวดที่นำกระแสไฟฟ้ามาพันรอบโลหะบางชนิด สิ่งนี้สามารถเหนี่ยวนำคุณสมบัติของแม่เหล็กในโลหะเหล่านี้ได้ อย่างน้อยในขณะที่กระแสกำลังอยู่ นำไปใช้ สิ่งเหล่านี้บางส่วนใช้ในสถานที่ต่างๆ เช่น ลานเศษเหล็กและมีกำลังมากพอที่จะยกรถยนต์ทั้งคัน

การโต้ตอบของกระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กเป็นเรื่องที่สามารถและไม่เต็มตำราเรียนทั้งหมด แต่สำหรับตอนนี้ คุณควรรู้ว่าเหตุผลที่วัสดุบางอย่าง ตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กที่แตกต่างจากสนามแม่เหล็กอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของอิเล็กตรอนในเปลือกพลังงานสูงสุด ("นอกสุด") ของอะตอมในนั้น วัสดุ

หากวางสารที่เป็นของแข็งในสนามแม่เหล็ก คุณอาจคาดหวังว่าพฤติกรรมของโมเลกุลในสารนั้นจะขึ้นอยู่กับสถานะของวัสดุในระดับหนึ่ง กล่าวคือ แก๊สซึ่งมีโมเลกุลที่เคลื่อนที่ค่อนข้างอิสระ และ a ของเหลวซึ่งโมเลกุลจะยังคงอยู่ด้วยกันแต่สามารถเลื่อนผ่านกันได้อย่างอิสระ อาจมีพฤติกรรมแตกต่างจากของแข็งซึ่งโมเลกุลถูกล็อคเข้าที่ โดยปกติแล้วจะอยู่ในโครงสร้างแบบขัดแตะ

หากคุณนึกภาพโครงสร้างผลึกพื้นฐานของของแข็ง (และลักษณะของรูปแบบการทำซ้ำนี้อาจแตกต่างกันไปในแต่ละสาร) คุณสามารถจินตนาการถึงนิวเคลียสของอะตอม อยู่ที่ศูนย์กลางของลูกบาศก์ โดยมีอิเล็กตรอนอยู่ในช่องว่างระหว่างกัน สั่นสะเทือนอย่างอิสระ และในกรณีของของแข็งที่เป็นโลหะ อิสระที่จะเดินเตร่ไปมาอย่างไม่มีพันธะกับพ่อแม่ นิวเคลียส

เมื่ออิเลคตรอนของของแข็งทำให้สารเป็นแม่เหล็กถาวรหรือที่สามารถทำเป็นแม่เหล็กดังกล่าวได้ สารจะเรียกว่า เฟอร์โรแมกเนติก (จากภาษาละติน เฟอร์รัม แปลว่า เหล็ก) นอกจากธาตุเหล็กแล้ว ธาตุโคบอลต์ นิกเกิล และแกโดลิเนียมยังเป็นธาตุเหล็ก

อย่างไรก็ตาม สารส่วนใหญ่มีปฏิกิริยาตอบสนองอื่นๆ ต่อสนามแม่เหล็ก ทำให้อะตอมส่วนใหญ่เป็นพาราแมกเนติกหรือไดอะแมกเนติก คุณสมบัติเหล่านี้สามารถพบได้ในระดับที่แตกต่างกันในวัสดุเดียวกัน และปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิ อาจส่งผลต่อการตอบสนองของวัสดุต่อสนามแม่เหล็กที่ใช้

พิจารณาเพื่อนสามคนที่คุณเลือกเป็นผู้สมัครเพื่อทดสอบแอปเกมวิทยาศาสตร์ใหม่ของคุณ

หนึ่งในนั้นตอบสนองเฉพาะความต้องการของคุณที่จะลองมันด้วยการต่อต้านมากกว่าที่เธอต้องเล่นเกมในตอนแรก ประการที่สองตกลงที่จะติดตั้งแอพและเล่น แต่หยุดเล่นอย่างรวดเร็วและถอนการติดตั้งแอพทุกครั้งที่คุณปล่อยให้เขาอยู่คนเดียวเพียงเพื่อติดตั้งใหม่และเล่นต่อไปทุกครั้งที่คุณปรากฏขึ้นอีกครั้ง และเพื่อนคนที่สามจะติดแอปทันทีและ ไม่เคย หยุดใช้มัน

นี่คือวิธีที่แม่เหล็กสามประเภทที่คุณน่าจะได้ยินมากที่สุดในงานปาร์ตี้ในที่ทำงานโดยสัมพันธ์กัน ในขณะที่เฟอร์โรแมกเนติซึมที่อธิบายไว้แล้ว เป็นสถานะของแม่เหล็กถาวร สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และทางเลือกอื่นคืออะไร?

เมื่อมันเกิดขึ้น มีทางเลือกสี่ทางที่เข้าใจกันดีสำหรับ ferromagnetism พาราแมกเนติกเป็นสมบัติของการดึงดูดสนามแม่เหล็ก และนำไปใช้กับโลหะหลากหลายชนิด รวมทั้งตู้เย็นที่ทันสมัยที่สุด Diamagnetism ตรงกันข้าม แนวโน้มที่สนามแม่เหล็กจะขับไล่ วัสดุทั้งหมดมีระดับไดอะแมกเนติกในระดับหนึ่ง ในทั้งสองกรณี ในขั้นวิกฤต เนื้อหาจะกลับสู่สถานะก่อนหน้าเมื่อนำฟิลด์ออก

• พูดออกมาดังๆ ว่า "เฟอร์โรแมกเนติก" และ "พาราแมกเนติก" ฟังดูคล้ายกันมาก ดังนั้นควรระมัดระวังเมื่อพูดคุยหัวข้อเหล่านี้ในกลุ่มศึกษาฟิสิกส์

เฟอร์ริแมกเนติก และ ต้านแม่เหล็ก เป็นแม่เหล็กชนิดที่พบได้น้อย วัสดุเฟอร์ริแมกเนติกมีลักษณะเหมือนวัสดุเฟอร์โรแมกเนติก และรวมถึงจาคอบไซต์และแมกนีไทต์ เฮมาไทต์และทรอยไลท์เป็นสารประกอบสองชนิดที่แสดงให้เห็นถึงการต้านสนามแม่เหล็กไฟฟ้า โดยที่ไม่มีโมเมนต์แม่เหล็กเกิดขึ้น

ธาตุพาราแมกเนติกและโมเลกุลพาราแมกเนติกมีลักษณะเด่นร่วมกันคือ and อิเล็กตรอนไม่คู่. ยิ่งมีสิ่งเหล่านี้มากเท่าไร อะตอมหรือโมเลกุลก็จะยิ่งมีแนวโน้มที่จะแสดงความเป็นพาราแมกเนติกมากขึ้นเท่านั้น นี่เป็นเพราะว่าอิเล็กตรอนเหล่านี้จัดเรียงตัวเองในลักษณะคงที่กับการวางแนวของสนามแม่เหล็กที่สร้างสิ่งที่เรียกว่าโมเมนต์ไดโพลแม่เหล็กรอบ ๆ อะตอมหรือโมเลกุล

หากคุณคุ้นเคยกับกฎการเติมอิเล็กตรอน คุณจะรู้ว่าออร์บิทัลภายในซับเชลล์สามารถจุสอง sub อิเล็กตรอนแต่ละตัว และหนึ่งในนั้นสำหรับ subshell หนึ่งตัว สามตัวสำหรับ a subshell p และห้าตัวสำหรับ a d เปลือกย่อย ซึ่งจะช่วยให้สามารถจุอิเล็กตรอนได้ 2, 6 และ 10 ตัวในแต่ละ subshell แต่สิ่งเหล่านี้จะเติมเต็มเพื่อให้แต่ละ ออร์บิทัลจะเก็บอิเลคตรอนเพียงตัวเดียวให้นานที่สุดจนกว่าอิเลคตรอนหนึ่งตัวจะมีค่า a เพื่อนบ้าน.

ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถใช้ข้อมูลในตารางธาตุขององค์ประกอบเพื่อพิจารณาว่าวัสดุจะเป็นพาราแมกเนติกหรือไม่และมีความสุขหรือไม่ มันจะเป็นพาราแมกเนติกอย่างอ่อน (เช่นใน Cl ซึ่งมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวที่ไม่มีการจับคู่) หรือเป็นพาราแมกเนติกอย่างแรง (เช่น แพลตตินั่มซึ่งมีอิเล็กตรอนสองตัวที่ไม่มีคู่)

วิธีหนึ่งในการหาปริมาณสนามแม่เหล็กคือผ่านพารามิเตอร์ที่เรียกว่า ความไวต่อแม่เหล็ก χ_มซึ่งเป็นปริมาณไร้มิติที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองของวัสดุต่อสนามแม่เหล็กที่ใช้ ออกไซด์ของเหล็ก FeO มีค่าสูงมากที่ 720

วัสดุอื่นๆ ที่ถือว่าเป็นพาราแมกเนติกอย่างแรง ได้แก่ เหล็ก แอมโมเนียม สารส้ม (66), ยูเรเนียม (40), แพลทินัม (26) ทังสเตน (6.8), ซีเซียม (5.1), อลูมิเนียม (2.2), ลิเธียม (1.4) และแมกนีเซียม (1.2), โซเดียม (0.72) และก๊าซออกซิเจน (0.19).

ค่าเหล่านี้มีขอบเขตอย่างกว้างขวางและของก๊าซออกซิเจนอาจดูเหมือนเจียมเนื้อเจียมตัว แต่วัสดุพาราแมกเนติกบางชนิดแสดงค่าที่น้อยกว่าที่ระบุไว้ข้างต้นมาก ของแข็งส่วนใหญ่ที่อุณหภูมิห้องมี χ_ม ค่าน้อยกว่า 0.00001 หรือ 1 x 10^-5.

ความอ่อนไหวดังที่คุณคาดหวังจะได้รับเป็นค่าลบเมื่อวัสดุเป็นแม่เหล็ก ตัวอย่าง ได้แก่ แอมโมเนีย ( −.26) บิสมัท (-16.6) ปรอท (−2.9) และคาร์บอนในเพชร (−2.1)