Учебное пособие (курс лекций)


НазваниеУчебное пособие (курс лекций)
страница4/12
Дата публикации03.05.2013
Размер1.35 Mb.
ТипУчебное пособие
userdocs.ru > География > Учебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

В последовательности заполнения орбиталей прослеживаются два порядка. В основном атомы элементов просто устраивают свои электронные слои, последовательно заполняя внешние при полностью заполненных внутренних. При образовании ионов у этих элементов, как мы видели на примере натрия и хлора, внешний слой или имеет максимальное возможное число электронов, или не имеет их вовсе, следствием чего являются полностью скомпенсированные магнитные моменты электронов. Начиная же с элементов четвертого периода периодической системы такая простая последовательность нарушается: вначале заполняются s- и р-орбитали внешнего слоя, а затем d-, f-орбитали внутреннего. Следствием такого порядка заполнения орбиталей является то, что у группы элементов и атомы, и ионы имеют незаполненные электронные слои и нескомпенсированные магнитные моменты электронов. Это так называемые переходные элементы. Наиболее распространенными из них являются элементы группы железа с частично незаполненными 3d-орбиталями: Ti, V, Cr, Ni, Со. Эти элементы и их соединения в основном и обусловливают пара- и ферромагнетизм горных пород.

Рассмотрим структуру незаполненных орбиталей железа – наиболее распространенного в горных породах переходного элемента. У атома железа на внешней 4s-орбитали находятся 2 валентных электрона, а на пяти внутренних 3d-орбиталях – 6 электронов. Правило Ханда утверждает, что прежде чем на одну орбиталь попадут два электрона, необходимо, чтобы на каждой орбитали находилось по одному электрону.



Рисунок 2.2 – Распределение спиновых магнитных моментов

26 электронов атома железа. Не заполнены 4 орбитали 3d.

Магнитный момент атома железа равен 4В
Это правило также требует, чтобы одиночные электроны в различных орбиталях имели параллельные спины. В связи с этим правилом электроны на 3d-орбиталях распределяются так, как это показано на рис. 2.2. Спиновый магнитный момент атома Fe, так же как и иона Fe2+, составляет 4в. У иона Fe3+ на 3d-орбиталях находятся всего 5 электронов, по электрону на каждой орбитали, и поэтому его спиновый магнитный момент равен пяти магнетонам Бора.
2.1.3 Диамагнетизм. Диамагнитные минералы

Диамагнетизм является результатом воздействия внешнего магнитного поля на движущиеся электрические заряды в атоме и проявляется в том, что индуцируется магнитный момент, противоположный внешнему магнитному полю. Следовательно, магнитная восприимчивость у диамагнетиков отрицательна, чем они отличаются от веществ с иным магнитным состоянием (рис. 2.3).



Рисунок 2.3 – Магнитная восприимчивость

атомов химических элементов четвертого периода

1 – парамагнетики; 2 – антиферромагнетики;

3 – ферромагнетики; 4 – диамагнетики
Диамагнитные материалы имеют отрицательную магнитную восприимчивость (<0, <1); они намагничиваются в направлении, противоположном направлению магнитного поля (рис. 2.4).






Рисунок 2.4 – Графики намагниченности диа- (2) и парамагнетиков (1)
Диамагнетизм как явление существует во всех веществах независимо от структуры их атомов и типов связи. Однако в «чистом виде» он проявляется только в тех веществах (диамагнетиках), в которых имеет место полная компенсация орбитальных и спиновых моментов атомов. Для веществ, в которых собственный магнитный момент атомных образований не равен нулю, на диамагнетизм накладывается значительно больший его по значению нескомпенсированный момент электронов.

Качественное объяснение явления диамагнетизма состоит в следующем. Под действием магнитного поля, по закону электромагнитной индукции, в замкнутом контуре (которым в данном случае является движущийся по орбите электрон) возникают электродвижущая сила и дополнительный электрический ток. Этот ток создает магнитный момент, направленный по закону Ленца в сторону, обратную внешнему магнитному полю. Магнитные моменты отдельных электронов складываются, и суммарный магнитный момент единицы объема вещества, так же, как и магнитная восприимчивость, зависит от количества электронов у атома, размеров электронных орбит и от плотности упаковки атомов.

Абсолютные значения магнитной восприимчивости диамагнитных веществ невысокие и редко достигают 10-4 ед. СИ.

Магнитная восприимчивость диамагнетиков обычно не зависит от температуры.

К диамагнетикам относятся инертные газы, ряда металлов (медь, серебро, золото, цинк, висмут, ртуть) и неметаллов (кремний, кварц, алмаз, графит, сера, фосфор), галенит, кварц, кальцит, гипс, ангидрид и другие безжелезистые минералы, нефть и вода (см. табл. 2.2).
Таблица 2.2 – Магнитная восприимчивость диамагнитных минералов

Минерал

10-5, ед. СИ
Минерал

10-5, ед. СИ

Кварц

-1,6

Флюорит

-1,2

Ортоклаз

-0,6

Барит

-1,8

Циркон

-1,2

Сфалерит

-6,5

Галенит

-3,3

Апатит

-10,3

Касситерит

-2,0

Графит

-0,5
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Похожие:

Учебное пособие (курс лекций) iconУчебное пособие Курс лекций Для студентов высших учебных заведений...
Учебное пособие предназначено для студентов вузов, но может быть полезно и тем, кто самостоятельно изучает экономическую теорию
Учебное пособие (курс лекций) iconЛитература: Философия: Курс лекций: учебное пособие для студентов./...
Философия: Курс лекций: учебное пособие для студентов./ Под общей ред. В. Л. Калашникова. М. 1999. с. 6 – 17
Учебное пособие (курс лекций) iconКурс лекций для иностранных студентов харьков
К 78 Политология: курс лекций для иностранных студентов. Учебное пособие. – Харьков: хнму, 2012. – 154 с
Учебное пособие (курс лекций) iconУчебное пособие по дисциплине «Экономика»
В. В. Янова. — 4-е изд., стереотип. — М: Издательство «Эк­замен», 2008. — 382, [2] с. (Серия «Курс лекций»)
Учебное пособие (курс лекций) iconУчебное пособие 032700 «Филология»
История зарубежной литературы Средних веков и эпохи Возрождения. Конспекты лекций: Учебное пособие / Авт сост. Я. В. Погребная. –...
Учебное пособие (курс лекций) iconКраткий курс менеджмент а. Большаков учебное пособие санкт-Петербург...
Б79 Менеджмент / Учебное пособие. — Спб.: «Издательство "Питер"», 2000. — 160 с.: ил. — (Серия «Краткий курс»)
Учебное пособие (курс лекций) iconКонспект лекций по дисциплине: «методика преподавания театральных дисциплин»
Учебное пособие предназначено для студентов Театрального отделения локкиИ. Это учебное пособие представляет собой очень очень краткое...
Учебное пособие (курс лекций) iconМареев С. Н., Мареева Е. В. История философии (общий курс): Учебное пособие
История философии (общий курс): Учебное пособие. — М.: Академический Проект, 2004. — 880 с. — («Gaudeamus»)
Учебное пособие (курс лекций) iconКраткий курс лекций по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии...
Рудаков Н. В. Краткий курс лекций по медицинской микробиологии, вирусологии и иммунологии. Часть Частная микробиология и вирусология:...
Учебное пособие (курс лекций) iconКурс лекций по древней философии
Фрагменты публикуются по источнику: Чанышев А. Н. Курс лекций по древней философии: Учеб пособие для филос фак и отделений ун-тов....
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница