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电子的磁性表现


 
 
 
绕原子核运动的电子具有两种磁矩:
一、轨道磁矩
电子绕原子核运动形成一环形电流,该电流环相当于一磁矩,称为电子的轨道磁矩.由于环形电流在空间的方位不同,轨道磁炬可以有几种不同的数值.例如,f子壳层轨道磁矩有一种数值,P子壳层轨道磁矩有三种数值,墨子壳层有五种数值等等.
二、自旋磁矩
电子的白族磁矩是由量子效应造成的两种取向,在一被电子填满了的子壳层中,总的轨道磁炬和白族磁矩都分别为零.只有在末被电子填满的子壳层中它们才有可能不等于零.
所有原子的子壳层,无非填满与不填满两种情况.对一般元素来说,内部子壳层都是填满的只有最外面的子壳层才可能不满;而对过渡元素来说却有一个不满的内部子壳层。铁族中铁原子的电子在壳层中的分布见表3—3.我们看到1f,2‘,2P,3f,3P都是被电子填满的内部子壳层,4j是被电子填满的最外子壳层,而3J中只有6个电子,是一个末被电子填满的内部子壳层.由于被电子填满的子壳层磁炬为零,因而原子的磁性实际上是由末被填满的子壳层所决定的化学键与大块材料的磁性
 
 电子磁性表现
 
 
由于我们使用的磁性材料都是大块材料而不是孤立的原子,因此还必须研究原子在结合成大块材料后所发生的变化.
物质可分为单质和化合物.不论是单质还是化合物,原子间的结合都是靠所谓化学健来完成的。化学键主要有以下
1.共价键
一般共价键是在两种非金属元素之间形成的.典型的如氢分子.氢分子由两个氢原子结合而成.每个氢原子核外有J个h电子,构成了不满的1‘壳层.两个氢原子靠近时,1j电子为两核所共有,形成了1个填满的1‘壳层,从而结合成氢分子.金刚石、锗、硅及许多有机化合物都是靠共价键结合的。
2.离子键
通常它是在一个金属正离子和一个非金属负离子之间形成阶典型的例子是氯化钠(NIcl).本来助原子的电子结构是1/2f’2P63/,氯原子的电子结构是1户2j12P63/3P’,两个原子都各有一个最外的不满壳层.钠与氯化合时,钠的3‘电子被氯夺走,结果形成带正电的钠离子Na4及带负电的氯离子cl—正负离子互相吸引而形成氯化钠分子.在由Na变为Naf的过程中,其最外层的3‘电子失去,因而最外的不满壳层消失.在由c1变为cL—的过程中其最外层由不满的3P5变为填满的3P。,最外的不满壳层同样消失,而内部壳层的状况则保持不变。
 
 
 
 电子磁性特征
 
 
 
3、金属键

 
对于金属、金属间化合物以及合金,其结合的方式与以上两种有所不同.在这里,原子的外层电子(即价电子)脱离了本原子成为自由电子而在正离子之间周游.金属就靠电子与正离子之间的吸引力而结合在一起,
这三种结合方式中,我们看到在原子间结合过程中,原子内部的电子壳层不受影响,而外部的不满壳层消失,因此,在由非过渡元素组成的物质中就不存在不满壳层,它们的分子都是磁矩为零的分子.这一类物质都属于逆磁性材料,在外磁场作用下表现·出负的、极其微小的磁化率.然而在那些含有内电子壳层不满的元素的物质中,这些不满的内电子壳层在化合后仍然被保留下来,因而它们的分子仍具有固有磁炬.除逆磁性材料外的其它材料都是由这类物质组成的,根据磁性离子之间相互作用的不同而进一步区分为顺磁性、铁磁性、亚铁磁性及铁磁性等等.http://www.zgyqcp.cn 
 

电子磁性表现形式
 

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