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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
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