Естественные науки

кто объяснит из за чего метеллы обладают магнитизмом? и почему некоторые им не обладают

Всё очень просто.
У одних веществ атомы (точнее молекулы) имеют магнитные моменты, а у других веществ не имеют. Вот собственно и вся разница.
Первые вещества называются парамагнетиками, а вторые диамагнетиками.
Если парамагнетик охладить до твердого состояния и еще ниже (температура Кюри) , то магнитные моменты парамагнетика "замораживаются" в определенном направлении. Парамагнетики в таком состоянии называется ферромагнетики. Есть еще и другие состояния парамагнетика в "замороженном" состоянии - ферриты, антиферромагнетики, спиновые стекла и др. У ферромагнетика все магнитные моменты атомов направлены в одну сторону. У "горячего" парамагнетика магнитные моменты атомов хаотически меняют свое направление во времени.
А теперь, почему у одних молекул есть магнитные моменты, а у других нет.
Грубо говоря, это зависит от того четное число электронов в молекуле или нечетное. (Есть несколько исключений из этого правила. )
Каждый электрон имеет свой магнитный момент. Магнитный момент электрона много больше магнитного момента протона и нейтрона. Поэтому магнитный момент ядра дает маленький вклад в магнетизм веществ. А электроны стараются взаимно компенсировать свои магнитные моменты. Поэтому, если электронов нечетное количество, то магнитный момент одного электрона остается нескомпенсированным и мы имеем дело с парамагнетиком, который в охлажденном состоянии может быть ферромагнетиком, если все его магнитные моменты будут направлены в одну сторону.
Понятно, что не все парамагнетики при охлаждении переходят в ферромагнетики. Среди металлов более распространены антиферромагнетики. Это когда магнитные моменты направлены у молекул поочередно в разные стороны. Обычно в металлах реализуется шахматный порядок чередования направлений магнитного порядка, но бывает и послойный. Какая именно будет "замороженная" магнитная структура, это зависит от разного рода квантовых эффектов.
Итак, чтобы металл был магнитом, надо, чтобы он был не только парамагнетиком, но и "замораживался" в ферроомагнитную структуру.
Наконец, ферромагнетик может находиться в размагниченном состоянии. Это когда кусок ферромагнитного металла разбивается на отдельные области (домены) , которые намагничены в разных направлениях. Под действием сильного магнитного поля размеры одних областей уменьшаются, а других увеличиваются. При выключении поля, эта новая доменная структура может сохраниться и весь кусок металла станет магнитом.
АЛ
Александр Леонов
95 072
Лучший ответ
Все вещества обладают магнетизмом. Вопрос в количестве.
Кто не верит - может посмотреть на ЖИВУЮ лягушку, летающую внутри биттеровского магнита.
А так - есть ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики.
Ришат Яруллин
Ришат Яруллин
84 351
У одних структура кристалическая, а у других аморфная.
Віктор Локатош
Віктор Локатош
62 691
Вещества по своим магнитным свойствам разделяют на парамагнетики (слабые магниты) , диамагнетики (антимагниты) и феромагнетики (магниты) . Эти разделения являются следствием особенностей атомного строения и собственной структуры материала (кристалической решётки) .
О строении атома обуславливающем магнитные свойства можно сказать следущее: У атома электроны описываются квантовыми числами которые характеризуют их энергию и растояние от ядра, форму орбитали, магнитное направление орбитали и спин.. .
Электронные орбитали различаются по своим формам и все кроме сферической (самой первой на каждом уровне) могут обладать собственной ориентацией в пространстве.. . для наглядности можно представить себе это как отходящие от ядра в разных направлениях элипсы. Так как электрон имеет заряд и спин (то есть вращается вокруг своей оси) он обладает магнитным моментом (магнитным свойством).. . на каждой орбитали может разместится максимум по 2 электрона при условии что они будут с противоположными спинами.. . Если на орбитали размещены 2 электрона то их противоположно направленные спины нейтрализуют друг друга (в магнитном отношении) , если же будет один неспаренный электрон то его магнитные свойства станут свойством всего атома.. .
У феромагнетиков существует одна или несколько орбиталей валентных электронов на которых находится по одному электрону а значит они придают атому магнитные свойства... эти орбитали могут под воздействием внешних полей принимать разные орентации в пространстве (когда они в расплавленной, жидкой фазе).. . при застывании в кристалической решётке магнита атомы и их валентные орбитали орентированны так что магнитный момент многих однонаправленных орбиталей складывается что и обеспечивает хорошие магнитные свойства.. .
У диамагнетиков орбитали с неспареными электронами принимают ориентацию направленую противоположно внешнему магнитногму полю (т. е. стремятся скомпенсировать его) и потому диамагнетики выталкиваются из магнитного поля.. .
А у парамагнетиков ориентации орбиталей с магнитным моментом хаотичны и их магнитные свойства слабы...

Похожие вопросы