磁化率实验报告1

磁化率的测定 08 材化2 叶辉青 200830750230 1 实验目的 1.1 掌握古埃(Gou y )法测定磁化率的原理和方法。 1.2 测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。 1.3 了解磁天平的原理与测定方法。 1.4 熟悉特斯拉计的使用。 2 实验原理 2.1 磁化率 物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度H′与外磁场强度H之和称为该物质的磁感应强度B，即 B=H+H′ (1) H′与H 方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H′比 H 大得多（H′/H）高达 104，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。物质的磁化可用磁化强度I 来描述，H′=4π I。对于非铁磁性物质，I 与外磁场强度H 成正比 I=KH (2) 式中，K 为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。在化学中常用单位质量磁化率χ m 或摩尔磁化率χ M 表示物质的磁性质，它的定义是 χ m=K/ρ (3) χ M=MK/ρ (4) 式中，ρ 和M 分别是物质的密度和摩尔质量。由于 K 是无量纲的量，所以χ m和χ M 的单位分别是 cm3/g 和cm3/mol，磁感应强度SI 单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G。 2.2 分子磁矩与磁化率 物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中， 由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。其χ M 就等于反磁化率χ 反，且χ M<0。在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。顺磁性物质的摩尔磁化率χ M 是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即 χ M=χ 顺+χ 反 (5) 通常χ 顺比χ 反大约１～３个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χ M>0。顺磁化率与分子 永久磁矩的关系服从居里定律 χ M=NAμ2M/(3KT) （6） 式中，NA 为 Av ogadro 常数，K 是波尔兹曼常数，T 是热力学温度，μ m为分子永久磁矩。由此可见 χ M=NAμ2M/(3KT)+ χ反 （7） 由于χ 反不随温度变化(或变化极小)，所以只要测定不同温度下的χ M 对1/T 作图，截矩即为χ 反，由斜率可求μ m。由于比χ 顺小得多，所以在不很精确的测量中可忽略χ 反作近似处理 χ M=χ顺 =...