如何判断一个元素是顺磁的还是抗磁的(tell if an element is paramagnetic or diamagnetic)
根据对外部磁场的响应，材料可分为铁磁、顺磁或抗磁。
铁磁性是一种大效应，通常大于外加磁场的效应，即使在没有外加磁场的情况下也会持续存在。抗磁性是一种与外加磁场相反的性质，但它非常弱。
顺磁性比抗磁性强，但比铁磁性弱。与铁磁性不同，一旦外部磁场被移除，顺磁性就不会持续，因为热运动会使磁场随机化电子自旋取向。
顺磁性的强度与外加磁场的强度成正比。顺磁性的产生是因为电子轨道形成电流环，产生磁场并产生磁矩。在顺磁性材料中，电子的磁矩并不完全相互抵消。
抗磁性的工作原理
所有的材料都是抗磁性的。当轨道电子运动形成产生磁场的微小电流环时，就会产生抗磁性。当施加外部磁场时，电流回路与磁场对齐并相反。这是伦茨定律的原子变化，伦茨定律表示感应磁场与形成磁场的变化相反。
如果原子具有净磁矩，则产生的顺磁性会压倒反磁性。当原子磁矩的长程有序化产生铁磁性时，抗磁性也被淹没。
所以顺磁性材料也是抗磁的，但因为顺磁性更强，这就是它们的分类方式。
值得注意的是，任何导体在磁场变化的情况下都会表现出很强的抗磁性，因为循环电流会与磁力线相反。此外，任何超导体都是完美的抗磁材料，因为对电流环的形成没有阻力。
通过检查每个元素的电子构型，可以确定样品中的净效应是抗磁的还是顺磁的。如果电子子壳层中完全充满了电子，那么这种材料将具有抗磁性，因为磁场相互抵消。如果电子子壳层未完全填充，则会产生磁矩，材料将具有顺磁性。
顺磁性(paramagnetic) vs. 抗磁性示例(diamagnetic example)
以下哪种元素可能是顺磁性的？抗磁性？
- 他
- 是
- 锂
- N
解决方案
所有的电子在抗磁元素中都是自旋配对的，所以它们的次壳层是完整的，使它们不受磁场的影响。顺磁性元素受到磁场的强烈影响，因为它们的次壳层没有完全充满电子。
要确定这些元素是顺磁的还是抗磁的，请写出每个元素的电子构型。
- He:1s2子壳已填充
- Be:1s22s2子壳已填充
- 李：1s22s1子外壳未填充
- N:1S222S2P3子外壳未填充
回答
- Li和N是顺磁性的。
- 他和贝是抗磁的。
同样的情况也适用于化合物和元素。如果存在未配对的电子，它们将对外加磁场（顺磁）产生吸引力。如果没有未配对的电子，就不会对外加磁场产生吸引力（抗磁性）。
顺磁性化合物的一个例子是配位络合物[Fe（edta）3]2-。抗磁性化合物的一个例子是NH3。
- 发表于 2021-09-15 09:42
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- 分类：化学
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