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0分)(一)查阅有关无机化合物磁性的基础知识,并调研一篇相关最新文献,写出读书报告。
1物质磁性的类型:顺磁性、反磁性、铁磁性和反铁磁性。顺磁性:当置于外磁场中时,分子的磁矩趋向于外磁场的方向,使物质内部产生一个附加的磁场,物质表现出顺磁性;反磁性:某些分子中不含有未成对电子,但它们具有闭壳层电子,在外磁场的作用下,成对电子的轨道平面被稍微扭斜,因而产生一个与外磁场反向的小的净轨道磁矩,物质表现出反磁性。
磁化率类型
Xm符号
表1物质磁性的基本类型
XmemuXm与H关系
来源
实例
反磁性

1~500×106无关
电子电荷
H2KCl
顺磁性

0~103
无关
电子的自旋和K3FeCN6
轨道运动
O2
铁磁性

102~106
有关单个原子的磁金属FeCoNi
距的协同的相γFe2O3
反铁磁性

0~102
可能有关互作用
Ti2O3
电子之间的磁矩有:自旋磁矩和轨道磁矩
Cu2CH3COOH2O
当电子成对时,分子不产生磁矩;只有在基态时含有未成对电子的
分子才有净的磁矩,且常是未成对电子的自旋磁矩和轨道磁矩的某
f种组合。
2磁化率和分子磁矩
当物质置于磁场强度为H的磁场中,物质内部的磁场强度B(称为
磁感强度)为:BHH′H4∏I
其中H′是物质磁化所引起的附加磁场强度,I为磁化强度,对于
非铁磁性物质,磁化强度与外磁场H成正比,即IκH其中比例
常数κ称为单位体积磁化率,它是物质是否易于磁化的一种度量。
物质的磁性一般用比磁化率g和摩尔磁化率m,即
gκd
mgMκMd
式中d为物质的密度,g的单位是cm3g1M为摩尔质量,m
的单位为cm3mol1。
物质的摩尔磁化率是物质的顺磁磁化率pm和反磁磁化率dm之和:mpmdm
分子的磁矩μ不能直接测定,而需通过实验测得的摩尔磁化率m经反磁磁化率dm校正后得到的顺磁磁化率pm进行计算。两者的关系为:pmNμ23κTCT式中N是Avogadro常数,κ是Boltzma
常数。上式称为Curie
定律。但许多化合物低温时更符合CurieWeiss定律:
pmCT式中是CurieWeiss常数。有效磁矩μeff与实际测得的摩尔磁化率的关系为:
μeff2828pmT式中T为热力学温度,μeff的单位为Bohr磁子。磁矩计算的自旋公式为:μs2ss1
1s是总自旋角动量量子数,
为未成对电子数。
3轨道磁矩的贡献
未成对电子绕核的轨道运动产生轨道角动量,对分子会产生轨道磁
矩的贡献。此时磁矩的计算公式为:
μSL4SS1LL1式中L为总轨道角动量量子数。大多数情况轨道角动量对分子磁矩的贡献很小或没有贡献。r
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