E-Book Overview
Учеб. пособие. — Екатеринбург: Изд-во УГУ, 2008. — 156 с.
Магнетизм – одно из фундаментальных свойств материи. Любое вещество взаимодействует с магнитным полем: оно либо втягивается, либо выталкивается из него. Взаимодействие может быть очень сильным и видимым глазу (например, для металлического железа), а может быть и очень слабым, и для его обнаружения необходимы специальные устройства, однако оно есть всегда. Магнетизм как явление изучался на протяжении нескольких столетий лучшими умами человечества и продолжает изучаться и в настоящее время с помощью самых современных средств. Задача курса, разумеется, существенно более узкая. Она состоит в том, чтобы очень кратко познакомиться с разделом науки, находящимся на стыке физики и химии, который принято называть магнетохимией.Введение Магнетохимия, как раздел химии, изучающий электронное строение и структуру соединений Основные виды магнетизма Диамагнитная составляющая магнитной восприимчивости Парамагнитная составляющая магнитной восприимчивости Магнетизм ионов переходных металлов Магнетизм обменных кластеров Некоторые примеры использования магнетохимического подхода к решению химических задач Магнитные свойства наночастиц
E-Book Content
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный университет им. А.М. Горького» ИОНЦ «Нанотехнологии и перспективные материалы» Химический факультет Кафедра аналитической химии
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ «МАГНЕТОХИМИЯ»
ЕКАТЕРИНБУРГ 2008
Пособие подготовлено кафедрой аналитической химии Составитель: Келлерман Д.Г. Уральский государственный университет 2008
2
ОГЛАВЛЕНИЕ стр Введение Глава 1.
6 Магнетохимия, как раздел химии, изучающий
7
электронное строение и структуру соединений 1.1
Задачи магнетохимии
1.2.
Метод магнитной восприимчивости. Единицы
1.3.
7
измерения магнитной восприимчивости
8
Аппаратурные методы
9
1.3.1. Методы, основанные на измерении силы, действующей
на тело, помещенное в магнитное
поле (силовые)
9
1.3.2. Индукционные методы
15
1.3.3. SQUID – магнетометры
16
Глава 2.
Основные виды магнетизма
18
Глава 3.
Диамагнитная составляющая магнитной восприимчивости
29
3.1.
Формула Ланжевена
29
3.2.
Аддитивная схема Паскаля
31
3.3.
Магнитная анизотропия и критерий ароматичности
33
3.4.
Поляризационный парамагнетизм (Ван-Флека)
34
3.5.
Вычисление диамагнитной и ван-флековской составляющих магнитной восприимчивости. Формула Кирквуда
37
Идеальный диамагнетизм
43
Парамагнитная составляющая магнитной восприимчивости
45
4.1.
Закон Кюри
46
4.2.
Закон Кюри-Вейсса
51
4.3.
Определение параметров уравнения Кюри-Вейсса
53
4.4.
Связь макроскопических и микроскопических параметров
55
Магнетизм ионов переходных металлов
58
3.6. Глава 4.
Глава 5. 5.1.
Принципы формирования электронной структуры 3
ионов переходных металлов. Понятие о термах 5.2.
58
Расщепление энергетических уровней
межэлектронными взаимодействиями (на примере d2-конфигурации) 61 5.3.
Расщепление энергетических уровней спин-орбитальным взаимодействием
64
5.4.
Энергия спин-орбитального взаимодействия
67
5.5.
Расщепление энергетических уровней к