磁化率测定实验报告.pdfVIP

深圳大学实验报告

课程名称:物理化学实验

实验项目名称：演示实验磁化率测定

学院：化学与化工学院

专业：

指导教师：

报告人：学号：班级：

实验时间：2012年06月05日

实验报告提交时间：2012年06月18日

教务处制

Ⅰ、实验目的

1、测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。

2、掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。

Ⅱ、实验原理

1、摩尔磁化率和分子磁矩

物质在外磁场H作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H。物质被磁化的

0

程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：

χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁

化的难易程度。化学上常用摩尔磁化率χ表示磁化程度，它与χ的关系为

m

3－1

式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χ的单位为m·mol。

m

物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：

第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µ=0。当它受到外磁场作

m

用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线圈在磁场中产生感

生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等。它的χ

m

称为反磁磁化率，用χ表示，且χ0。

反反

第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µ

m

≠0。这些杂乱取向的分子磁矩

在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt

等，表现出的顺磁磁化率用χ表示。

顺

但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χ是顺磁磁化率χ。与反磁磁化率χ之和。

m顺反

因|χ|»|χ|，所以对于顺磁性物质，可以认为χ＝χ，其值大于零，即χ0。

顺反m顺m

第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。这

种物质称为铁磁性物质。

对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µ关系可由居里－郎之万公式表示：

m

23－1