实验二十一磁化率的测定

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...