順磁性(paramagnetic)和抗磁的(diamagnetic)的區別

順磁性材料與反磁性材料的主要區別在於，順磁性材料受到外部磁場的吸引，而抗磁性材料則排斥磁場。

在外磁場存在下，材料往往表現出弱磁性。有些物質會被外部磁場吸引，而有些則會排斥。由於這種磁***的差異，我們可以將元素和化合物分為兩類，即順磁性和抗磁性。被外部磁場吸引的材料是順磁性材料。另一方面，對外界磁場排斥的材料是抗磁材料。

什麼是順磁性(paramagnetic)？

順磁性是由於系統中存在未成對電子而發生的。每種元素都有不同數量的電子，這就決定了它的化學性質。根據這些電子如何填充到各自原子核周圍的能級，有些電子保持不成對。這些未配對的電子像小磁鐵一樣，在外加磁場的影響下產生磁性。實際上，正是這些電子的自旋導致了磁性。

順磁性材料由於未配對電子的自旋而具有永久偶極磁矩，即使在沒有外部磁場的情況下也是如此。但由於熱運動，這些偶極子的方向是隨機的，因此產生了零淨偶極磁矩。當我們施加外部磁場時，偶極子傾向於在外加磁場的方向上排列，從而產生淨偶極磁矩。因此，順磁性材料會輕微地被外部磁場吸引。但是，一旦我們去除外部磁場，這種材料就不會保持磁性。即使在外部磁場存在的情況下，也只有很小的感應磁化產生。這是因為，只有一小部分自旋與外部磁場定向。而且，這個分數與所產生的場的強度成正比。

圖01：順磁和抗磁材料的電子排列

一般來說，未成對電子的數目越多，順磁行為就越強，產生的磁場強度也就越高。因此，過渡金屬和內過渡金屬由於“d”和“f”電子的局部化以及多個不成對電子的存在，顯示出更強的磁效應。一些常見的順磁性元素包括鎂、鉬、鋰和鉭。還有更強的合成順磁性，如“磁流體”。

什麼是抗磁的(diamagnetic)？

有些材料在與外部磁場接觸時，往往表現出排斥磁行為。這些是抗磁材料。它們產生與外部磁場方向相反的磁場，因此表現出排斥行為。一般來說，所有材料都具有抗磁性，當受到外部磁場時，對材料的磁***的貢獻很小。但是，在具有其他磁性的材料中，如順磁性和鐵磁性，抗磁性的影響可以忽略不計。由於它的弱磁性，抗磁性效應很難觀察到。“鉍”是一種很強的鑽石。