Paramanyetik Atomların Listesi

Paramanyetik türler her yerdedir. Doğru ortamda ve uygun bir şekilde kasvetli bir tonda seslendirilen bu cümle, dünyanın her yerinde çılgınca koşan garip uzaylı istilacıların görüntülerini çağırabilir. Bunun yerine, Dünya üzerinde ve hakkında iyi tanımlanmış bir dizi parçacık tarafından paylaşılan ve nesnel ve kolayca belirlenebilen kriterler kullanılarak tanımlanan belirli bir kalite hakkında temel bir ifadedir.

Mıknatısları hayatınızda hiç şüphesiz kullandınız ve çoğu durumda önemsiz olmayan bir manyetik alan içinde çalıştınız, bunun farkında değilsiniz. Hatta bazı malzemelerin kalıcı mıknatıslar olarak işlev gördüğünü ve bu metallerin kendileri görünüşte mıknatıs olmasalar da metalleri çekebileceğini bile biliyor olabilirsiniz. Yoksa onlar mı?

Olduğu gibi, fizik dünyası, özellikle elektromanyetizmanın alt disiplini, çeşitli manyetizma türlerini içerir. Bunlardan biri paramanyetizmave paramanyetik malzemeler harici olarak uygulanan bir manyetik alan tarafından çekildiğinden, genellikle kolayca doğrulanabilen bir özelliktir. Ama bu nasıl oluyor ve manyetik "alanlar" nereden geliyor? Tüm bunları ve daha fazlasını öğrenme şansı, sizi okumaya devam etmeye güçlü bir şekilde çekiyor olmalı!

1700'lerin sonlarında, Dünya'nın manyetik alanının bir sonucu olarak kuzeyi gösteren bir pusula iğnesinin, yakındaki bir elektrik akımının varlığı ile saptırılabileceği gözlemlendi.

Bu, elektrik ve manyetizmanın bir şekilde bağlantılı olduğuna dair bilinen ilk kanıttır. Aslında, hareketli yükler (elektrik akımının tanımıdır), elektrik devresinin geometrisine bağlı olarak "çizgiler" içeren manyetik alanlar üretir.

Akım taşıyan bir tel, belirli metal türlerinin etrafına sarıldığında veya birden çok kez sarıldığında, bu, en azından akım devam ederken, bu metallerde manyetizma özelliğini indükleyebilir. uygulamalı. Bunlardan bazıları hurdalık gibi yerlerde kullanılır ve tüm otomobilleri kaldırabilecek kadar güçlüdür.

Elektrik akımı ve manyetik alanların etkileşimi, tüm ders kitaplarını doldurabilecek ve doldurabilecek bir konudur, ancak şimdilik bilmelisiniz ki, bazı materyaller manyetik alanlara, diğerlerinin, bu atomların en yüksek ("en dıştaki") enerji kabuğundaki elektronların özellikleriyle ilgili olduğundan farklı tepki verir. malzemeler.

Uygulanan bir manyetik alana katı bir madde yerleştirilirse, maddedeki moleküllerin davranışının bir dereceye kadar malzemenin durumuna bağlı olmasını bekleyebilirsiniz. Bu bir gazoldukça özgürce hareket eden moleküllere sahip olan ve sıvıMoleküllerin bir arada kaldıkları, ancak birbirlerini geçmekte serbest oldukları, molekülleri yerinde kilitli, genellikle kafes tipi bir yapıda olan bir katıdan farklı davranabilir.

Bir katının temel kristal yapısını hayal ederseniz (ve bu tekrar eden modelin doğası maddeden maddeye değişebilir), atomların çekirdeklerini hayal edebilirsiniz. küplerin merkezlerinde olmak, elektronların aralarında boşluklar doldurması, titreşme serbestliği ve metal katılar söz konusu olduğunda, zincirsiz olarak ebeveynlerine bağlı olmadan dolaşabilme çekirdekler.

Bir katının elektronları, maddeyi kalıcı bir mıknatıs veya böyle bir mıknatısa dönüştürülebilen bir madde haline getirdiğinde, maddeye denir. ferromanyetik (Latinceden demir, demir anlamına gelir). Demire ek olarak, kobalt, nikel ve gadolinyum elementleri ferromanyetiktir.

Bununla birlikte, çoğu madde, çoğu atomu paramanyetik veya diyamanyetik yapan, manyetik alanlara başka tepkiler gösterir. Bu özellikler aynı malzemelerde farklı derecelerde bulunabilir ve sıcaklık gibi faktörler bir malzemenin uygulanan manyetik alanlara tepkisini etkileyebilir.

Yeni bilim oyun uygulamanızı test etmek için aday olarak seçtiğiniz üç farklı arkadaşınızı düşünün.

Bunlardan biri, başlangıçta oyun oynamaya olduğundan daha dirençli hale gelerek, yalnızca deneme isteğinize yanıt verir. İkincisi, uygulamayı yüklemeyi ve oynamayı kabul eder, ancak onu her yalnız bıraktığınızda hızlı bir şekilde oynamayı durdurur ve uygulamayı kaldırır, yalnızca yeniden yüklemek ve yeniden ortaya çıktığınızda oynamaya devam etmek için; ve üçüncü arkadaş hemen uygulamaya bağlanır ve asla kullanmayı bırakır.

Bu, ofis partisinde duymanız en muhtemel olan üç tür manyetizmanın birbiriyle ilişkili olarak nasıl çalıştığıdır. Daha önce tanımlanmış olan ferromanyetizma, kalıcı bir manyetizma durumu iken, bu nasıl olur ve alternatifler nelerdir?

Olduğu gibi, ferromanyetizmaya karşı iyi anlaşılmış dört alternatif vardır. Paramanyetizma, yine bir manyetik alana çekilme özelliğidir ve çoğu modern buzdolapları da dahil olmak üzere çok çeşitli metaller için geçerlidir. Diamanyetizma bunun tersidir, bir manyetik alan tarafından itilme eğilimidir. Tüm malzemeler bir dereceye kadar diamanyetizma sergiler. Her iki durumda da, kritik olarak, alan kaldırıldığında malzeme önceki durumuna döner.

• Yüksek sesle söylendiğinde, "ferromanyetizma" ve "paramanyetizma" birbirine çok benziyor, bu yüzden fizik çalışma grubunuzda bu konuları tartışırken dikkatli olun.

ferrimanyetizma ve antiferromanyetizma daha az rastlanan manyetizma türleridir. Ferrimanyetik malzemeler, ferromanyetik malzemeler gibi davranır ve jakobsit ve manyetit içerir. Hematit ve troilit, manyetik momentin üretilmediği antiferromanyetizma gösteren iki bileşiktir.

Paramanyetik elementler ve paramanyetik moleküller tek bir ana özelliği paylaşırlar. eşleşmemiş elektronlar. Bunlardan ne kadar çok olursa, atom veya molekülün paramanyetizma gösterme olasılığı o kadar artar. Bunun nedeni, bu elektronların uygulanan bir manyetik alanın oryantasyonu ile kendilerini sabit bir şekilde hizalamaları ve her atom veya molekül etrafında manyetik dipol momentleri denilen bir şey yaratmalarıdır.

Elektron "doldurma" kurallarına aşinaysanız, alt kabuklardaki yörüngelerin iki tane tutabileceğini bilirsiniz. elektronların her biri ve bir s alt kabuğu için bunlardan biri, bir p alt kabuğu için üç ve bir d için beş tane var. alt kabuk. Bu, her bir alt kabukta iki, altı ve 10 elektron kapasitesine izin verir, ancak bunlar dolacak ve her biri orbital, oradaki bir elektron bir tane yerleştirmek zorunda kalana kadar mümkün olduğu kadar uzun süre sadece bir elektronu tutar. komşu.

Bu, bir malzemenin paramanyetik olup olmayacağını ve mutlu bir şekilde, elementlerin periyodik tablosundaki bilgileri kullanabileceğiniz anlamına gelir. zayıf paramanyetik (bir eşleşmemiş elektronu olan Cl'de olduğu gibi) veya kuvvetli paramanyetik (iki eşleşmemiş elektronu olan platin gibi) olacaktır.

Manyetizmayı ölçmenin bir yolu, adı verilen parametredir. manyetik alınganlık χ_m, bir malzemenin uygulanan bir manyetik alana tepkisiyle ilgili boyutsuz bir miktardır. Demir oksit, FeO, 720 gibi çok yüksek bir değere sahiptir.

Güçlü paramanyetik olarak kabul edilen diğer malzemeler arasında demir amonyum şap (66), uranyum (40), platin (26), tungsten (6.8), sezyum (5.1), alüminyum (2.2), lityum (1.4) ve magnezyum (1.2), sodyum (0.72) ve oksijen gazı (0.19).

Bu değerler geniş bir aralıkta değişir ve oksijen gazınınki mütevazı görünebilir, ancak bazı paramanyetik malzemeler yukarıda listelenenlerden çok daha küçük değerler gösterir. Oda sıcaklığındaki katıların çoğu χ_m 0,00001'den küçük değerler veya 1 x 10^-5.

Duyarlılık, tahmin edebileceğiniz gibi, malzeme diyamanyetik olduğunda negatif bir değer olarak verilir. Örnekler arasında amonyak ( −.26) bizmut (−16.6) cıva (−2.9) ve elmastaki karbon (−2.1) sayılabilir.