实验11磁化率——络合物结构的测定.docx

磁化率——络合物结构的测定 摘要：本实验探究了磁介质在磁场中的磁化现象，利用古埃磁天平测定物质磁化率，其中磁场强度用已知克磁化率的莫尔盐进行间接标定，然后测定 FeSO4·7H2O 和 K4[Fe(CN)6]·3H2O 的磁化率并进一步推测出络合物中的未成对电子数，进而判断络合物中央离子的电子结构和成键类型 关键词：磁化率 古埃磁天平 电子结构 络合物 Magnetic Susceptibility ——The Measurement of the Structure of Coordination Compounds MingXuan Zhang PAbstract:In this experiment, we explored the phenomenon of magnetic medium in the magnetic filed and measure the magnetic susceptibility of some substances by GOUY magnetic balance. The intensity of the magnetic filed is standarded by (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O, and then we use the result to measure the magnetic susceptibility of FeSO4·7H2O and K4Fe(CN)6·3H2O. Further, we can get the information about the number of unpaired electrons, the electron configuration and the types of coordination bonds in these complexes. Keywords: magnetic susceptibility ，GOUY magnetic balance ，electron configuration ，coordination complex 前言 物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，此物质因磁化而激发出来的磁场强度 H′ 与外加的激发磁场强度H之和称为该物质在外磁场作用下的磁场强度 B。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, H ′/H高达10，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 0 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。 基于顺磁性物质分子磁矩与未成对电子数的定量关系，通过测量配合物的磁化率，就可求得其未成对电子数，从而推测配合物中心原子的成键类型。本实验的基础就在于此。 实验部分 实验目的 了解磁介质在磁场中的磁化现象。 通过对一些物质的磁化率的测定，求出未成对电子数并判断络合物中央离子的电子结构和成键类型。 掌握古埃（GOUY）法测定磁化率的实验原理和技术。 实验原理 1. 磁化 当磁介质放到场强为H的磁场中会产生附加的磁场H′，这种现象称为磁介质的磁化。这时磁介质的磁感应强度为： 　　　　 B = H + H′ = H + 4πXH (1) 式中X为物质的体积磁化率，化学中常用克磁化率Xm和摩尔磁化率XM ，它们的定义为： 　　 　　 Xm = X / ρ (2) 　　 XM = M X / ρ (3) 式中ρ为磁介质的密度，M为克分子量。由于X是无量纲的量，故Xm和XM的量纲为厘米3/克和厘米3/摩尔。(1)式中如H′ 和H同向则为顺磁物质，H′ 和H反向为逆磁质H′ 和H不成正比，H′ 随H的增加而剧烈增加，当外磁场消失后这种物质的磁性并不消失，呈现滞后的现象，则为铁磁质。 2．原子分子的磁矩 　　由于分子体系内有电子环形运动，所以它应具有磁矩。多电子原子的磁矩μ和总角动量量子数J，总轨道角动量量子数L，总自旋角动量量子数S间