Różnica między paramagnetyczną a diamagnetyczną

The kluczowa różnica pomiędzy materiałami paramagnetycznymi i diamagnetycznymi jest to, że materiały paramagnetyczne są przyciągane przez zewnętrzne pola magnetyczne, podczas gdy materiały diamagnetyczne odpychają się od pól magnetycznych.

Materiały wykazują słabe właściwości magnetyczne w obecności zewnętrznego pola magnetycznego. Niektóre materiały przyciągają zewnętrzne pole magnetyczne, a niektóre odpychają się od niego. Z powodu tej różnicy w zachowaniu magnetycznym możemy kategoryzować pierwiastki i związki na dwa typy, mianowicie paramagnetyczny i diamagnetyczny. Materiały przyciągane przez zewnętrzne pola magnetyczne to materiały paramagnetyczne. Z drugiej strony, materiałami odpychającymi od zewnętrznych pól magnetycznych są materiały diamagnetyczne.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest Paramagnetic
3. Co to jest diamagnetyczny
4. Porównanie obok siebie - Paramagnetic vs Diamagnetic w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest Paramagnetic?

Paramagnetyzm występuje z powodu obecności niesparowanych elektronów w układzie. Każdy pierwiastek ma inną liczbę elektronów, co określa jego charakter chemiczny. Zgodnie z tym, w jaki sposób elektrony te wypełniają poziomy energii wokół jądra odpowiedniego atomu, niektóre elektrony pozostają niesparowane. Te niesparowane elektrony działają jak małe magnesy, powodując właściwości magnetyczne pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego. Właściwie to spin tych elektronów powoduje magnetyzm.

Materiały paramagnetyczne mają trwałe dipolowe momenty magnetyczne ze względu na spin niesparowanych elektronów nawet podczas braku zewnętrznego pola magnetycznego. Ale dipole te orientują się losowo z powodu ruchu termicznego, co daje zerowy moment dipolowy magnetyczny. Kiedy przykładamy zewnętrzne pole magnetyczne, dipole mają tendencję do ustawiania się w kierunku przyłożonego pola magnetycznego, co powoduje powstanie momentu magnetycznego dipolowego netto. Dlatego materiały paramagnetyczne nieznacznie przyciągają się do zewnętrznego pola magnetycznego. Ale materiał nie zachowuje właściwości magnetycznych po usunięciu pola zewnętrznego. Tylko niewielka indukowana magnetyzacja tworzy nawet w obecności zewnętrznego pola magnetycznego. Wynika to z faktu, że tylko niewielka część spinów orientuje się przy użyciu zewnętrznego pola magnetycznego. Również ta frakcja jest wprost proporcjonalna do siły utworzonego pola.

Rysunek 01: Układ elektronów materiałów paramagnetycznych i diamagnetycznych

Zasadniczo im wyższa liczba niesparowanych elektronów, tym wyższe zachowanie paramagnetyczne i większa siła wytworzonego pola. Dlatego też metale przejściowe i przejściowe wykazują silniejsze działanie magnetyczne ze względu na lokalizację elektronów „d” i „f”, a także ze względu na obecność wielu niesparowanych elektronów. Niektóre powszechnie znane pierwiastki paramagnetyczne obejmują magnez, molibden, lit i tantal. Istnieją również silniejsze syntetyczne parametry, takie jak „ferrofluids”.

Co to jest diamagnetyczny?

Niektóre materiały wykazują tendencję do odpychania magnetycznego po zetknięciu z zewnętrznym polem magnetycznym. Są to materiały diamagnetyczne. Tworzą pola magnetyczne, które są przeciwne w kierunku zewnętrznego pola magnetycznego, a zatem wykazują działanie odpychające. Zasadniczo wszystkie materiały mają właściwości diamagnetyczne, co w niewielkim stopniu przyczynia się do zachowania magnetycznego materiału poddanego działaniu zewnętrznego pola magnetycznego. Jednak w materiałach wykazujących inne właściwości magnetyczne, takie jak paramagnetyzm i ferromagnetyzm, wpływ diamagnetyzmu jest znikomy. Ze względu na słabą właściwość magnetyczną trudno jest zaobserwować wpływ diamagnetyzmu. „Bizmut” działa jak silny diamagnet.

Jaka jest różnica między paramagnetycznym a diamagnetycznym

Termin paramagnetyczny odnosi się do przyciągania materiału do zewnętrznego pola magnetycznego, natomiast termin diamagnetyczny odnosi się do odpychania materiału z zewnętrznego pola magnetycznego. Wynika to głównie z tego, że materiały paramagnetyczne mają niesparowane elektrony, podczas gdy materiały diamagnetyczne nie mają niesparowanych elektronów. Jest to podstawowa różnica między materiałami paramagnetycznymi i diamagnetycznymi.

Inną ważną różnicą między materiałami paramagnetycznymi i diamagnetycznymi jest to, że pole magnetyczne wytwarzane przez materiały paramagnetyczne jest w kierunku zewnętrznego pola magnetycznego, podczas gdy pole magnetyczne wytwarzane przez materiały diamagnetyczne jest przeciwne do zewnętrznego pola magnetycznego.

Poniższa infografika pokazuje porównanie różnic między materiałami paramagnetycznymi i diamagnetycznymi.

Podsumowanie - Paramagnetic vs Diamagnetic

Możemy podzielić materiały na trzy główne typy zgodnie z ich właściwościami magnetycznymi; są to materiały diamagnetyczne, paramagnetyczne i ferromagnetyczne. Różnica między materiałami paramagnetycznymi i diamagnetycznymi polega na tym, że materiały paramagnetyczne są przyciągane do zewnętrznych pól magnetycznych, podczas gdy materiały diamagnetyczne odpychają się od pól magnetycznych.

Odniesienie:

1. Mott, Vallerie. „Wprowadzenie do chemii”. Lumen, Lumen Learning. Dostępny tutaj

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „MagnetismElectronDiagram” autor: NipplesMeCool (domena publiczna) przez Commons Wikimedia