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的某种组合。这种由净磁矩分子组成的物质,在没有外加磁场时,平均磁矩为零。当至于外磁场中时,分子的磁矩趋向于外磁场的方向,是物质内部产生一个附加的磁场,物质表现出顺磁性。相反,某些分子中不含有未成对的电子,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相反的小的净轨道磁矩,物质表现出反磁性。顺磁性物质通常也因具有闭壳层电子而具有反磁性的行为,但由于反磁性通常比顺磁性低几个数量级,因而,总是表现出顺磁性。
反磁性是和电子在组分原子的原子轨道或分子轨道的运动联系在一起的.反
f磁性物质的分子无永久磁矩.它们的磁矩是在外磁场的作用下感应产生的,这种
感应产生的磁矩总和外磁场的磁力线方向相反.反磁性是所有物质的通性,它不
仅存在于反磁性物质中,也存在于顺磁性物质中。
顺磁性物质的分子具有永久磁矩.但在通常的环境下,有相当一部分这类物
质并不表现出磁性,这是由于热运动使磁矩的取向毫无规则的缘故.假如将这类
物质置于外磁场中,则外磁场倾向于使它们的磁轴和磁力线方向平行,结果,表
现出顺磁性.
除上述两种类型外,物质的磁性还有其他很复杂的形式如铁磁性和反铁磁性。
2磁化率和分子磁矩
在外磁场的作用下,物质内部磁力线的疏密程度或磁感应强度B,不仅依赖于外磁场的强度H,而且和物质的本性有关.反磁性物质须从外磁场强度中减去某一数值;顺磁性物质则须加上某一数值.因此,物质内部的磁感应强度可
小于或大于外磁场强度.它们之间有如下列关系:
BH4∏I
(1)
I为物质的感应磁短,即磁化强度,它和物质的本性有关.
IH是物质磁化强度的量度,称体积磁化率volumesusceptibility,通常用符号
k表示,即;
IHk
(2)
体积磁比率的物理意义是单位体积、单位磁场强度下的磁矩.
磁化率也可用比磁化率xspecificsusceptibility或摩尔磁化率xMmolarsusceptibility来表示:
其中d和M分别表示物质的密度和分子量一般情况下反磁性物质的磁化率xM为负,数量级为106105cm3mol1顺磁性物质的磁化率xM为正,数量级为105103cm3mol1。但在表示物质的磁性时常用比磁化率Хg或称单位质量磁化率和摩尔磁化率Хm即
fxg
κd(3)
式中d为物质的密度,Хg的单位是cm3g1
xκM
mХgMd(4)
摩尔质量,Хm的单位时cm3mol1而物质的摩尔磁化率是物质的顺磁性磁化率
xxp和反磁磁化率之d和
m
m
xm
分子磁矩的测定:
xx
p
m
dm
(5)
xp
m
Nμ2C3kTr
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