ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ, векторная величина, характеризующая магн. св-ва в-ва. М.м. обладают все элементарные частицы и образованные из них системы (атомные ядра, атомы, молекулы). М.м. атомов, молекул и др. многоэлектронных систем складывается из орбитальных М.м. электронов, спиновых М.м. электронов и ядер и вращат. М.м., обусловленного вращением молекулы как целого. Орбитальный М.м. электрона
622_640-1.jpg,
где е и mе - абс. значения заряда и массы электрона соотв., с - скорость света,
ge - коэф. пропорциональности, наз. гиромагнитным отношением, вектор L - орбитальный момент кол-ва движения, квадрат к-рого равен 622_640-2.jpg (l - орбитальное квантовое число, 622_640-3.jpg - постоянная Планка). Знак минус обусловлен отрицат. зарядом электрона и означает, что направления М.м. mL и орбитального момента L противоположны. Электронный орбитальный М. м. значителен у многоэлектронных атомов и ионов с частично заполненными d- и f-орбиталями, напр. у атомов и ионов переходных металлов, а также у двухатомных молекул (напр., NO). У многоатомных орг. молекул и радикалов в осн. состоянии электронный орбитальный М.м. практически отсутствует. М.м., обусловленный спином электрона, ms = — gges, где вектор s - собств. момент кол-ва движения (спин), квадрат к-рого равен 622_640-4.jpg (s - спиновое квантовое число), g -множитель Ланде (g-фактор), равный для электрона 2,0023. Направление спинового М.м. электрона также противоположно направлению спина (собств. момента кол-ва движения). М.м. электрона часто выражают через магнетон Бора 622_640-5.jpg Дж/Гс; тогда 622_640-6.jpg и М.м., 622_640-7.jpg обусловленный спином ядра, определяется как mn = gnI, где gn - гиромагнитное отношение для ядра, а квадрат вектора I равен 622_640-8.jpg , где I - спиновое квантовое число ядра. Ядерный М.м. часто выражают через ядерный магнетон 622_640-9.jpg Дж/Гс, где тр - масса протона; тогда 622_640-10.jpgи 622_640-11.jpg, где gng-фактор ядра. Последняя величина имеет разл. значения для разных ядер и определяется внутр. (нуклонной) структурой ядра. Направление М.м. протона совпадает с направлением его спина; для др. ядер (напр., 15N) оно м. б. противоположным. Орбитальный М.м. mL, спиновые электронный и ядерный М. м. ms и mn пропорциональны соответствующим моментам кол-ва движения L, S и I, но коэф. пропорциональности для них различны. По этой причине направление М.м. атомных и мол. систем, как правило, не совпадает с направлением вектора их полного момента кол-ва движения. У атомов и ионов, содержащих неспаренные электроны, главный вклад в М. м. вносят mL и ms: у орг. радикалов М. м. определяется почти исключительно ms, а небольшой вклад mL приводит лишь к малому отличию g-фактора радикалов от g-фактора своб. электронов. В магн. поле напряженности Н (вектор с компонентами Нх, Нy и Нz) энергия Е частицы изменяется:

E=E0 - mH - 1/2H.cH,

где E0 - энергия частицы в отсутствие поля, c - тензор, наз. магн. восприимчивостью частицы (приведены только первый и второй члены разложения в ряд по Н) (см. Зеемана эффект). Выражение для энергии Е частицы в магн. поле позволяет определить М. м. частицы как производную:

m= - дЕ/дН,

а компоненты тензора магн. восприимчивости c - как втoрые производные:

cij = - д2E/дHiдHj (i, j = х, у или z).

Для макроскопич. тел М.м. всех составляющих тело частиц усредняются, что приводит к появлению вектора намагниченности М, или М.м. единицы объема. Как правило, для элементарного объема dV

M = M0 + cH,

где М0 - намагниченность в отсутствие поля, c - макроскопич. магнитная восприимчивость, к-рая появляется в результате усреднения магн. восприимчивостей c отдельных частиц. У ферромагнетиков и ферримагнетиков M0 0, у диамагнетиков и парамагнетиков M0 = 0; в магн. поле диамагнетики и парамагнетики намагничиваются (М 0), причем для диамагнетиков c < 0, для парамагнетиков c > 0. Эксперим. измерение намагниченности М позволяет судить о том, в каких квантовых состояниях находятся составляющие тело частицы (атомы, ионы, молекулы). Однако из-за обменного взаимодействия М.м. изолированных частиц часто не равны М.м. тех же частиц в кристаллич. решетке, вычисляемым по намагниченности чистого в-ва или твердого р-ра.
===
Исп. литература для статьи «МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ»:
Вонсовский С. В., Магнетизм микрочастиц, М., 1973; Калинников В. Т., Ракитин Ю. В., Введение в магнетохимию, М., 1980; Уайт Р., Квантовая теория магнетизма, пер. с англ., 2 изд., М., 1985.

Страница «МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков