If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Εάν είστε πίσω από ένα web φίλτρο, παρακαλούμε να βεβαιωθείτε ότι οι τομείς *. kastatic.org και *. kasandbox.org δεν είναι αποκλεισμένοι.

Κύριο περιεχόμενο
Τρέχουσα ώρα:0:00Συνολική διάρκεια:8:05

Παραμαγνητισμός και διαμαγνητισμός

Απομαγνητοφώνηση βίντεο

Έχουμε δει ότι οι επιτρεπόμενες τιμές για τον κβαντικό αριθμός spin είναι +1/2 και -1/2 ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να έχει spin πάνω ή spin κάτω. Το spin είναι σε εισαγωγικά επειδή δεν μπορούμε να δούμε ένα ηλεκτρόνιο να περιστρέφεται γύρω από τον άξονά του. Δεν κάνει ακριβώς αυτό. Απλά το είπαμε κβαντικό αριθμό spin. Ας πούμε ότι έχουμε. Έχουμε 2 ηλεκτρόνια και το καθένα έχει spin πάνω. Ας το σχεδιάσω εδώ. Έχουμε 2 ηλεκτρόνια με spin πάνω. Ένα ηλεκτρόνιο είναι ένα κινούμενο φορτίο. Τα κινούμενα φορτία δημιουργούν μαγνητικά πεδία. Ένα ηλεκτρόνιο δηλαδή είναι ένας μικρός μαγνήτης. Και όταν έχουμε 2 ηλεκτρόνια με παράλληλα spin, το μαγνητικό τους πεδίο αθροίζεται. Αυτό το λέμε παραμαγνητισμό. Αυτή η κατάσταση εδώ είναι παραμαγνητισμός. Τα μαγνητικά πεδία των ηλεκτρονίων αθροίζονται. Αν έχουμε ένα ηλεκτρόνιο με spin πάνω και ένα ηλεκτρόνιο με spin κάτω, τα μαγνητικά πεδία των ηλεκτρονίων ακυρώνονται. Αυτό το λέμε διαμαγνητισμό. Ας ορίσουμε καλύτερα τον παραμαγνητισμό και διαμαγνητισμό. Ας πάμε κάτω εδώ. Ας δούμε τον ορισμό του παραμαγνητισμού. Κάτι που είναι παραμαγνητικό έχει 1 ή περισσότερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Μιλήσαμε για ένα παράδειγμα όπου είχαμε 2 ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Αλλά μπορεί και να έχουμε 1 ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. Είναι σαν ένας μικρός μαγνήτης με το δικό του μαγνητικό πεδίο. Κάτι που είναι παραμαγνητικό έλκεται από εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Έλκεται από εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Μπορούμε να το διαπιστώσουμε αν δείγμα είναι παραμαγνητικό ή όχι χρησιμοποιώντας μια ειδική ζυγαριά που έχω εδώ. Έχω αυτή την εικόνα της ζυγαριάς. Ας πούμε ότι το παραμαγνητικό δείγμα βρίσκεται εδώ. Εδώ με το φούξια. Ο μαγνήτης είναι κλειστός ακόμα. Εδώ έχουμε ένα μαγνήτη. Υπάρχει βόρειος και νότιος πόλος. Πριν ανοίξουμε το μαγνήτη, ας πούμε ότι το παραμαγνητικό δείγμα ισορροπεί με κάποιο βάρος εδώ στα δεξιά. Υπάρχει ένας άξονας εδώ αλλά όλα ισορροπούν. Ας ανοίξουμε το μαγνήτη. Ανοίγουμε τον μαγνήτη και οι μαγνητικές γραμμές πηγαίνουν από το βόρειο στο νότιο πόλο κάπως έτσι. Αν έχουμε παραμαγνητικό δείγμα. Με 1 ή περισσότερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια, το παραμαγνητικό δείγμα έλκεται προς το εξωτερικό μαγνητικό πεδίο που ανοίξαμε. Τραβιέται προς τα κάτω, σωστά; Όλο αυτό το μέρος τραβιέται προς τα κάτω. Ας το ξανασχεδιάσω εδώ. Αυτό θα τραβιέται κάτω προς το μαγνητικό πεδίο και το παραμαγνητικό δείγμα έλκεται προς το μαγνητικό πεδίο. Τι κάνει αυτό στη ζυγαριά μας; Θα τραβήξει αυτή τη μεριά προς τα κάτω. Θα τραβήξει και η ζυγαριά θα περιστραφεί γύρω από τον άξονα, σωστά; Αυτό το μέρος θα πάει πάνω. Απλή φυσική. Το βάρος αυτό θα πάει πάνω. Είναι σαν το δείγμα μας να απέκτησε βάρος. Φυσικά δεν πήρε βάρος, απλά ασκείται πάνω του δύναμη. Υπάρχει μαγνητική δύναμη επειδή είναι παραμαγνητική ουσία. Αυτή τη ζυγαριά μας επιτρέπει να βρούμε αν κάτι είναι παραμαγνητικό ή όχι. Ας δούμε τον ορισμό για τον διαμαγνητισμό. Στο διαμαγνητισμό όλα τα ηλεκτρόνια είναι συζευγμένα. Οπότε αν έχουμε spin πάνω, αν έχουμε spin κάτω. Τα μαγνητικά πεδία ακυρώνονται. Ένα διαμαγνητικό δείγμα δεν θα έλκεται από ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Στην πραγματικότητα παράγει το δικό του μαγνητικό πεδίο προς την αντίθετη κατεύθυνση. Οπότε απωθείται ελαφρά από εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Οπότε έχουμε τους 2 ορισμούς. Παραμαγνητισμός και διαμαγνητισμός. Και μπορούμε να βρούμε αν άτομα ή ιόντα είναι παραμαγνητικά ή διαμαγνητικά γράφοντας την ηλεκτρονιακή δομή. Ας δούμε μια πιο σύντομη εκδοχή του περιοδικού πίνακα. Ας δούμε μερικά στοιχεία. Και ας δούμε αν αυτά τα στοιχεία είναι πάρα- ή διαμαγνητικά. Ας ξεκινήσουμε με το Ήλιο. Το Ήλιο εδώ. Πρέπει να γράψουμε την ηλεκτρονιακή δομή του Ηλίου. Θα είναι 1s1 και μετά 1s2. Υποθέτω γνωρίζετε πως να γράφετε ηλεκτρονιακές δομές. Έχουμε 1s2 που σημαίνει ότι έχουμε 2 ηλεκτρόνια σε 1s τροχιακό. Εδώ το 1s τροχιακό. Έχουμε 2 ηλεκτρόνια και τα spin πρέπει να είναι συζευγμένα. Τα ηλεκτρόνια είναι συζευγμένα και άρα το Ήλιο είναι διαμαγνητικό. Το Ήλιο είναι διαμαγνητικό. Τα άτομα του Ηλίου καλύτερα. Ας κάνουμε τον άνθρακα μετά. Ας βρούμε τον άνθρακα. Ας αλλάξω χρώμα εδώ. Εδώ είναι ο άνθρακας στον περιοδικό πίνακα. Αν ήθελα να γράψω την ηλεκτρονιακή δομή για τον άνθρακα, θα είναι 1s2. Αρχίζω με 1s2. Μετά 2s2. Οπότε 2s2. Και μετά έχουμε, το 2p1 και μετά το 2p2. Άρα η δομή είναι 1s2 2s2 2p2 για τον άνθρακα. Αν γράψουμε τα τροχιακά. Θα έχουμε 1s τροχιακό εδώ. Και 2s τροχιακό εδώ. Και μετά έχουμε 3 2p τροχιακά έτσι. Θα βάλουμε τα ηλεκτρόνιά μας. Έχουμε 6 ηλεκτρόνια. 2 στο 2s τροχιακό. Θα βάλουμε αυτά. 2 στο 2s τροχιακό. Βάζουμε και αυτά. Θυμηθείτε τον κανόνα του Hund. Έχουμε 2 ηλεκτρόνια στο p τροχιακό. Αλλά δεν ζευγαρώνουμε τα spin, σωστά; Δεν τα κάνουμε ζεύγος. Και έχουμε. Έχουμε ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Έχουμε ασύζευκτα ηλεκτρόνια για τον άνθρακα και σχεδιάζουμε τη μορφή τροχιακών. Ένα ασύζευκτο ηλεκτρόνιο σημαίνει ότι ο άνθρακας είναι παραμαγνητικός. Οπότε ο άνθρακας είναι παραμαγνητικός. Τα άτομα άνθρακα δηλαδή. Ας κάνουμε το νάτριο μετά. Ας βρούμε το νάτριο εδώ κάτω. Να το νάτριο. Πρέπει να γράψουμε την ηλεκτρονιακή δομή. Θα είναι 1s2. Γράφω 1s2 εδώ. 2s2, και μετά έχουμε 2p6. Οπότε 2p1 2p2 2p3, 2p4 2p5 2p6. Οπότε 2p6. Αυτό μας πάει στο 3s τροχιακό. Άρα 1 ηλεκτρόνιο στο 3s τροχιακό. 3s1. Αρα 1s2 2s2 2p6 3s1 είναι η δομή για το νάτριο. Αν το κάναμε σε μορφή τροχιακών. Θα είχαμε 1s τροχιακό. Έχουμε 2 ηλεκτρόνια σε 1s τροχιακό. 2 ηλεκτρόνια σε 2s τροχιακό. 2p τροχιακά σωστά. Έχουμε 1,2,3,4,5,6. Και μετά έχουμε 3s1. Έχουμε το 3s τροχιακό εδώ 1 ηλεκτρόνιο στο 3s τροχιακό. Βλέπουμε 1 ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. 1 ασύζευκτο ηλεκτρόνιο σημαίνει παραμαγνητικό. Οπότε το νάτριο, το νάτριο είναι παραμαγνητικό. Τα άτομα του νατρίου δηλαδή. Τέλος ας κάνουμε το ιόν νατρίου. Να+. Το άτομο του νατρίου έχει ίσο αριθμό πρωτονίων και ηλεκτρονίων. Αλλά το ιόν νατρίου έχει χάσει 1 ηλεκτρόνιο. Θα διώξουμε 1 εξωτερικό ηλεκτρόνιο. Το ιόν νατρίου έχει αυτή τη δομή. 1s2 2s2 2p6. Διώχνουμε αυτό το ηλεκτρόνιο. Δείτε ότι στο ιόν όλα τα ηλεκτρόνια είναι συζευγμένα. Όλα είναι σε ζεύγη. Αν όλα τα ηλεκτρόνια είναι σε ζεύγη, τότε μιλάμε για διαμαγνητισμό. Ενώ το άτομο του νατρίου είναι παραμαγνητικό, το νάτριο, το ιόν νατρίου είναι διαμαγνητικό. Πρέπει απλά να γράψουμε την ηλεκτρονιακή δομή και να σκεφτούμε τους ορισμούς για τον παραμαγνητισμό και διαμαγνητισμό.