实验一磁化率的测定

磁化率的测定实验报告1. 实验目的1.1 掌握古埃(Gouy )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，推断其配键类型。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 方向一样的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。还有一类物质如铁、钻、镍及其合金，H '比 H 大得多〔H ' /H〕高达 10 4,而且附加磁场在外磁场消逝后并不立即消逝，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 ' =4n 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皿或摩尔磁化率 M表示物质的磁性质，它的定义是K / (3)mMK / (4)M式中，P 和 M 分别是物质的密度和摩尔质量。由于 K 是无量纲的量，所以皿和 M的单位分别是 cm3 g-1 和 cm3 mol-1。磁感应强度 SI 单位是特［斯拉］⑴，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、离子或分子的微观构造有关，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 M就等于反磁化率 反，且 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 M是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即(5)M 顺 反通常顺比反大约 1~3 个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其 M 0。顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律(6)顺 3KT式中，七为 Avogadro 常数；K 为 Boltzmann 常数(1.38x10 -i6erg K -1 ); T 为热力学温度；为分子永久磁矩(erg G -1 )。由此可得N 2—A―M 3KT 反由于反不随温度变化(或变化微小)，所以只要测定不同温度下的 M对 1/T 作图，截矩即为反，由斜率可求 丁由于比顺小得多，所以在不很准确的测量中可忽略 反作近似处理顺磁性物质的皿与未成对电子数 n 的关系为Jn(n 2)(9)m B '式中，是 8玻尔磁子，其物理意义是：单个自由电子自旋所产生的磁矩.=9. 273 x10-21erg G-1=9.373 >10-28erg G-1=9....