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抗磁性金属和顺磁性金属的区别解析

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:金属均由离子和自由电子所构成,因此对于一种金属来说,其内部既存在着产生抗磁性的因素,又存在着产生顺磁性的因素,属于哪种磁性金属,取决于哪种因素占主导地位。如果离子部分总的抗磁矩大于自由电子的顺磁矩,则金属为抗磁金属。属于这种情况的抗磁金属有铜、金和银等。因此它们是顺磁性金属,如铝、镁、锂、钠和钾等。具有这种离子的金属都有较强的顺磁性,它们属于强顺磁性金属。多数金属属于顺磁性。

抗磁性金属和顺磁性金属的区别解析

在磁场的作用下电子的循轨运动要产生抗磁矩,而离子的固有磁矩则产生顺磁矩。此外,还要看到,自由电子在磁场的作用下也产生抗磁矩和顺磁矩,不过它所产生的抗磁矩远小于顺磁矩,故自由电子的主要贡献是顺磁性。金属均由离子和自由电子所构成,因此对于一种金属来说,其内部既存在着产生抗磁性的因素,又存在着产生顺磁性的因素,属于哪种磁性金属,取决于哪种因素占主导地位。

金属的离子,由于核外电子层结构不同,可以分为两种情况:首先是它的电子壳层已全部被填满,即固有磁矩为零。在外加磁场的作用下由核外电子的循轨运动产生抗磁矩,抗磁矩的强弱取决于核外电子的数量。如果离子部分总的抗磁矩大于自由电子的顺磁矩,则金属为抗磁金属。属于这种情况的抗磁金属有铜、金和银等。锑、铋和铅等金属也属于这种情况,所不同的是它们的自由电子向共价键过渡,因而呈现出异常大的抗磁性。还有些金属,如碱金属碱土金属,它们的离子也是填满的电子结构,但它们的自由电子所产生的顺磁性大于离子部分的抗磁性。因此它们是顺磁性金属,如铝、镁、锂、钠和钾等。其次是离子有未被填满的电子层,即离子具有较强的固有磁矩。在外磁场的作用下,这些固有磁矩所产生的顺磁矩远大于核外电子循轨运动所产生的抗磁矩。具有这种离子的金属都有较强的顺磁性,它们属于强顺磁性金属。如3d-金属中的钛和钒等;4d-金属中的铌、锆和钼等;5d-金属中的铪、钽、钨和铂等。多数金属属于顺磁性。(www.xing528.com)

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