06 الخواص المغناطيسية
- دراسة الخواص المغناطيسية لها فضل كبير في فهم كيمياء العناصر الانتقالية، ومن أنواعها:
الخاصية البارامغناطيسية
- المادة البارامغناطيسية: مادة تنجذب نحو المجال المغناطيسي نتيجة وجود إلكترونات مفردة في أوربيتالاتها.
- تظهر في الأيونات أو الذرات أو الجزيئات التي بها إلكترونات مفردة؛ فغزل الإلكترون المفرد حول محوره ينتج مجالًا مغناطيسيًا يتجاذب مع المجال الخارجي.
- تتناسب قوة الجذب مع عدد الإلكترونات المفردة.
- معظم مركبات العناصر الانتقالية مواد بارامغناطيسية.
الخاصية الدايامغناطيسية
- المادة الدايامغناطيسية: مادة تتنافر مع المجال المغناطيسي نتيجة وجود جميع إلكتروناتها في حالة ازدواج.
- عزمها المغناطيسي يساوي صفرًا لأن كل إلكترونين مزدوجين يدوران في اتجاهين متضادين.
مقارنة
| وجه المقارنة | البارامغناطيسية | الدايامغناطيسية |
|---|---|---|
| الإلكترونات في الأوربيتالات | توجد إلكترونات مفردة | جميعها مزدوجة |
| التأثر بالمجال المغناطيسي | تنجذب نحوه | تتنافر معه |
| العزم المغناطيسي | أكبر من صفر ويزداد بزيادة عدد الإلكترونات المفردة | صفر |
أمثلة محلولة
✍️ أمثلة محلولة
مثال 1: حدد الخاصية المغناطيسية لكل من: ذرة الخارصين، أيون النيكل II، كلوريد الحديد III. الحل:
- ذرة Zn: [Ar] 4s² 3d¹⁰، لا توجد إلكترونات مفردة في 3d (عددها 0) فهي دايامغناطيسية.
- أيون Ni²⁺: 3d⁸، به إلكترونان مفردان فهو بارامغناطيسي.
- أيون Fe³⁺ في FeCl₃: 3d⁵، به خمسة إلكترونات مفردة فهو بارامغناطيسي وعزمه أكبر ما يمكن. مثال 2: رتب كاتيونات المركبات FeCl₃ وCr₂O₃ وTiO₂ تصاعديًا حسب عزمها المغناطيسي. الحل:
- Ti⁴⁺ في TiO₂: 3d⁰، عدد الإلكترونات المفردة 0.
- Cr³⁺ في Cr₂O₃: 3d³، عدد الإلكترونات المفردة 3.
- Fe³⁺ في FeCl₃: 3d⁵، عدد الإلكترونات المفردة 5.
- الترتيب التصاعدي: Ti⁴⁺ < Cr³⁺ < Fe³⁺.
- بقياس العزوم المغناطيسية للمادة يمكن تحديد عدد الإلكترونات المفردة ومن ثم التركيب الإلكتروني لأيون الفلز.