实验十一 磁化率的测定 一、目的要求 1.掌握Gouy磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。 2.通过对一些配合物磁化率的测定,计算中心离子的不成对电子数.并判断d电子的排布情况和配位体场的强弱。 二、实验原理 物质在磁场中被磁化,在外磁场强度H(A·m-1)的作用下,产生附加磁场H'。这时该物质内部的磁感应强度B为外磁场强度H与附加磁场强度H'之和: B=H十H'=H十4π χ H=μ H (1) 式中χ 称为物质的体积磁化率、表示单位体积物质的磁化能力,是无量纲的物理量。μ 称为导磁率,与物质的磁化学性质有关。由于历史原因,目前磁化学在文献和手册中仍多半采用静电单位(CGSE),磁感应强度的单位用高斯(G),它与国际单位制中的特斯拉(T)的换算关系是 1T=10000G 磁场强度与磁感应强度不同、是反映外磁场性质的物理量.与物质的磁化学性质无关。习惯上采用的单位为奥斯特(oe).它与国际单位A·m-1 的换算关系为 1oe= 1/4π X10-3 A·m-1 由于真空的导磁率被定为:μ =4π ×10-7Wb·A-1·m-1,而空气的导磁率μ空≈μ 0,因而 1oe=1×10-4Wb·m-2=1×10-4T=1G 这就是说 1奥斯特的磁场强度在空气介质中所产生的磁感应强度正好是 1高斯,二者单位虽然不同.但在量值上是等同的。习惯上用测磁仪器测得的"磁场强度"实际上都是指在某一介质中的磁感应强度,因而单位用高斯,测磁仪器也称为高斯计。 除χ 外化学上常用单位质量磁化率χ m和摩尔磁化率χ M 来表示物质的磁化能力: χ m=χ / ρ (2) χ M=M·χ M=M·χ /ρ (3) 式中ρ 和 M 是物质的密度(g·cm-3)和分子量,χ m的单位取 cm3·g-1,χM 的单位取 cm3·mol-1。 物质在外磁场作用下的磁化有三种情况 1.χ M<o,这类物质称为逆磁性物质。 2.χ M>o,这类物质称为顺磁性物质。 3.少数的χ M 与外磁场 H有关,其值随磁场强度的增加而剧烈增加,并且还伴有剩磁现象,如铁、钴、镍等,这类物质称为铁磁性物质。 物质的磁性与组成物质的原子、离子、分子的性质有关。原子、离子、分子中电子自旋已配对的物质一般是逆磁性物质。这是由于电子的轨道运动受外磁场作用,感应出"分子电流",从而产生与外磁场相反的附加磁场。这个现象类似于线圈中插入磁铁会产生 感应 电流,并同时 产生与外磁场方向相反的磁场的现象。 磁化率是物质的宏观性质,分子磁矩是物质的微观性质,用统计力学的方法可以得到摩尔顺磁化率...