Магнітний момент - хімічна енциклопедія

МАГНІТНИЙ МОМЕНТ. векторна величина, що характеризує магн. св-ва в-ва. Магнітним моментом мають всі елементарні частинки і утворені з них системи (атомні ядра. Атоми. Молекули). Магнітний момент атомів. молекул і ін. багатоелектронних систем складається з орбітальних магнітних моментів електронів. спінових магнітних моментів електронів і ядер і вращат. магнітного моменту, обумовленого обертанням молекули як цілого. Орбітальний магнітний момент електрона
,
де е і mе - абс. значення заряду і маси електрона соотв. с - швидкість світла, g e - коеф. пропорційності, наз. гіромагнітного відношення, вектор L - орбітальний момент кількості руху, квадрат догрого дорівнює (l - орбітальне квантове число, - постійна Планка). Знак мінус обумовлений отрицат. зарядом електрона і означає, що напряму магнітного моменту mL і орбітального моменту L протилежні. Електронний орбітальний магнітний момент значний у багатоелектронних атомів і іонів з частково заповненими d- і f-орбіталей, напр. у атомів і іонів перехідних металів. а також у двоатомних молекул (напр. NO). У багатоатомних орг. молекул і радикалів в осн. стані електронний орбітальний магнітний момент практично відсутній. Магнітний момент, обумовлений спіном електрона. ms = - g g es. де вектор s - власної. момент кількості руху (спін), квадрат догрого дорівнює (s - спінове квантове число), g множник Ланде (g-фактор), рівний для електрона 2,0023. Напрямок спинового магнітного моменту електрона також протилежно напрямку спина (собств. Моменту кількості руху). М агнітний момент електрона часто висловлюють через магнетон Бора Дж / Гс; тоді і магнітний момент, обумовлений спіном ядра, визначається як mn = g nI. де g n - гіромагнітне відношення для ядра, а квадрат вектора I дорівнює. де I - спин квантове число ядра. Ядерний магнітний момент часто висловлюють через ядерний магнетон Дж / Гс, де тр - маса протона; тоді і, де gn - g-фактор ядра. Остання величина має разл. значення для різних ядер і визначається внутр. (Нуклонной) структурою ядра. Напрямок магнітного моменту протона збігається з напрямком його спина; для ін. ядер (напр. 15 N) воно м. б. протилежним. Орбітальний магнітний момент mL. спінові електронний і ядерний магнітні моменти ms і mn пропорційні відповідним моментів кількості руху L. S і I. але коеф. пропорційності для них різні. З цієї причини напрямок магнітного моменту атомних і мол. систем, як правило, не збігається з напрямком вектора їх повного моменту кількості руху. У атомів і іонів. містять неспарені електрони. головний внесок в магнітний момент вносять mL і ms. у орг. радикалів магнітний момент визначається майже виключно ms. а невеличкий внесок mL призводить лише до малому відмінності g-фактора радикалів від g-фактора своб. електронів. У магн. поле напруженості Н (вектор з компонентами Нх. Нy і Нz) енергія Е частинки змінюється:

де E0 - енергія частинки під час відсутності поля, c - тензор, наз. магн. сприйнятливістю частки (наведені тільки перший і другий члени розкладання в ряд по Н) (див. Зеемана ефект). Вираз для енергії Е частинки в магн. поле дозволяє визначити магнітний момент частинки як похідну:

а компоненти тензора магн. сприйнятливості c - як втoрие похідні:

Для макроскопіч. тел магнітний момент всіх складових тіло часток усереднюються, що призводить до появи вектора намагніченості М, або магнітного моменту одиниці об'єму. Як правило, для елементарного об'єму dV

де М0 - намагніченість за відсутності поля, c - макроскопіч. магнітна сприйнятливість. к-раю з'являється в результаті усереднення магн. сприйнятливості c окремих частинок. У феромагнетиків і феримагнетиків M0 № 0, у діамагнетіков і парамагнетиків M0 = 0; в магн. поле Діамагнетик і парамагнетики намагнічуються (М № 0), причому для діамагнетіков c <0, для парамагнетиков c> 0. фіз. вимір намагніченості М дозволяє судити про те, в яких квантових станах знаходяться складові тіло частки (атоми. іони. молекули). Однак через обмінного взаємодії магнітні моменти ізольованих частинок часто не рівні магнітним моментам тих же частинок в кристалічних. решітці, який обчислюється за намагніченості чистого в-ва або твердого розчину.
===
Ісп. література для статті «МАГНІТНИЙ МОМЕНТ». Вонсовський С. В. Магнетизм мікрочасток, М. 1973; Калинников В. Т. Ракітін Ю. В. Введення в магнетохімія. М. 1980; Уайт Р. Квантова теорія магнетизму, пров. з англ. 2 изд. М. 1985.

Сторінка «МАГНІТНИЙ МОМЕНТ» підготовлена ​​за матеріалами хімічної енциклопедії.