میدان مغناطیسی

میدان مغناطیسی

رفتار مغناطیسی

از روی داده های مغناطیسی می توان اطلاعات مفیدی نظیر آرایش الکترونی،عدد اکسایش و نیز ساختار ترکیبات کئوردیناسیونی  بدست آورد.

از برهمکنش  ترکیبات کئوردیناسیونی  با میدان مغناطیسی،می توان از تعداد الکترون های جفت نشده  آنها مطلع شد و به دنبال آن عدد اکسایش اتم مرکزی  را تعیین کرد.مثلا ترکیبات کئوردیناسیونی مس که پارامغناطیس باشند،یک الکترون  جفت نشده و عدد اکسایش +۲ دارند،یعنی اتم مرکزی یون مس +۲ است.در صورتیکه ترکیبات کئوردیناسیوونی مس  دیامغناطیس باشند،الکترون منفرد ندارندو عدد اکسایش +۱ دارند،یعنی اتم مرکزی یون مس + است.مس دارای دو یون پایدار Cu+ و Cu +2  است.ارایش الکترونی یون Cu+ برابر ۳d10 و یون Cu+2 برابر ۳d9 است.

آرایش ۳d9 به خاطر الکترون های فرد و جفت شدن این ۹ الکترون با اسپین های مخالف  در ۵ اوربیتال ۳d بر اساس طرد پائولی یک اوربیتال تک الکترونی خواهند داشت که موجب پارامغناطیس  شدن کمپلکس های حاوی یونی مرکزی  Cu+ می شوند.در حالی که جفت شدن ۱۰ الکترون با اسپین های مخالف بر اساس اصل  طرد پائولی در ۵ تا اوربیتال ۳d برای آرایش ۳d10،باعث پر شدن همه اوربیتالها می شود که موجب دیامغناطیس شدن کمپلکس های حاوی یون مرکزی Cu+ می شوند.

همچنین داده های مغناطیسی در تعیین ساختار کمپلکس ها نیز موثرند.مثلا کمپلکس های چهار کئوردیناسیونی نیکل(ii) در صورت دیامغناطیس بودن،ساختار مسطح مربعی دارند.در حالی که  رفتار پارامغناطیسی داشته باشندریا، دارای ساختار چهار وجهی هستند.

تقسیم بندی مواد براساس برهمکنش با میدان مغناطیسی

مواد بر اساس برهمکنش با میدان مغناطیسی به ۴ دسته تقسیم بندی میشوند:

 ۱٫ اجسام دیا مغناطیس:

چنانچه این دسته مواد در میدان مغناطیسی قرار بگیرند به سمت خارج میدان مغناطیسی حرکت میکنند.به عبارت بهتر از طرف میدان دفع میشوند.

۲٫ اجسام پارامغناطیس:

این دسته مواد اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند به سمت میدان کشیده میشوند.به عبارت بهتر از طرف میدان جذب میشوند.این دست مواد  با از بین رفتن میدان مغناطیسی ،رفتار مغناطیسی خود را از دست میدهند.

۳٫ اجسام فِرومغناطیس:

این دسته مواد اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند به شدت به سمت میدان کشیده میشوند.به عبارت بهتر قویا از طرف میدان جذب میشوند.این دسته مواد حتی  با از بین رفتن میدان مغناطیسی،رفتار مغناطیسی خود را حفظ می کنند.

۴٫ اجسام آنتی فِرومغناطیس:

این دسته مواد  اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند بشدت از طرف میدان دفع میشوند.در این دسته مواد  علی رغم رفتار شدید مغناطیسی،گشتاور مغناطیسی در آنها بسیار کم است.

دیامغناطیس و پارامغناطیس از ویژگی های اتم ها و مولکولهای مجزا می باشد،در حالی که فِرومغناطیس و آنتی فِرومغناطیس از رفتار جمعی تعداد زیادی سلول واحد در یک شبکه بلوری ایجاد میشود.

در اتم یا یون آزاد ،گشتاور زاویه ای اسپینی و اوربیتالی،گشتاور مغناطیسی را به وجود می آورند و در پارامغناطیس

بودن آنها سهم ارند.گشتاور مغناطیس تجربی کمپلکسها با مقدار محاسبه شده بر اساس گشتاور اسپینی اندکی تفاوت دارند، زیرا میدان الکتریکی سایر اتم ها،یونها و مولکول هایی که یون فلزی را در ترکیبات کئوردیناسیونی احاطه کرده اند حرکت اوربیتالی الکترونهارا محدود می کنند و سبب پایین آوردن گشتاور اوربیتالی  می شوند.

در اکثر کمپلکس های عناصر واسطه سری اول و تعدادی از کمپلکس های  عناصر واسطه سری دوم گشتاور مغناطیسی محاسبه شده بر اساس گشتاور مغناطیس اسپینی ،تفاوت چندانی با گشتاور مغناطیسی تجربی ندارد ،بنابراین با اندازه گیری  گشتاور مغناطیسی  کمپلکس ها،می توان از تعداد الکترون های منفرد کمپلکس ها مطلع شد و به دنبال آن به ارایش الکترونی اتم مرکزی کمپلکس در حالت پایه پی برد.

کتاب های مرتبط

 کتاب شیمی معدنی ۱

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *