磁化率测定学生用
磁化率测定实验报告
磁化率测定实验报告磁化率测定实验报告引言：磁化率是描述物质对外加磁场响应程度的物理量，是研究物质磁性的重要参数之一。
本实验旨在通过测定不同物质的磁化率，探究它们的磁性特性，并分析实验结果。
实验仪器与方法：本实验使用的仪器有磁化率测定仪、恒温槽和样品。
首先，我们将待测样品放置在磁化率测定仪中，并将其与电源、计算机等设备连接。
然后，将样品置于恒温槽中，通过控制恒温槽的温度，使样品保持在相同的温度下进行测量。
最后，通过磁化率测定仪测量样品在不同磁场下的磁化强度，从而计算出磁化率。
实验结果与分析：在实验中，我们选取了铁、铜和铝作为样品进行测量。
通过对实验数据的处理，我们得到了它们在不同磁场下的磁化强度和磁化率。
首先，我们观察到铁在外加磁场下表现出明显的磁性，其磁化强度随磁场的增加而增加。
这是因为铁具有较高的磁导率，能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化。
通过计算，我们得到了铁的磁化率为XX。
其次，铜在外加磁场下的磁化强度较小，几乎可以忽略不计。
这是因为铜是一种非磁性材料，其自由电子无法在外加磁场的作用下形成磁化。
因此，铜的磁化率接近于零。
最后，我们发现铝在外加磁场下的磁化强度相对较弱，但仍然存在一定的磁化效应。
这是因为铝具有一定的磁导率，能够在外加磁场的作用下产生一定程度的磁化。
通过计算，我们得到了铝的磁化率为XX。
综上所述，不同物质的磁化率不同，这与它们的磁性特性密切相关。
具有较高磁导率的物质如铁，能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化，其磁化率较高；而非磁性材料如铜，无法在外加磁场的作用下形成磁化，其磁化率接近于零。
结论：通过磁化率测定实验，我们得到了不同物质的磁化率数据，并分析了其磁性特性。
实验结果表明，磁化率是描述物质磁性的重要参数，能够用于研究物质的磁性行为。
不同物质的磁化率差异较大，这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。
进一步研究可以探究不同温度、不同材料组成对磁化率的影响，以及磁化率与其他物理量之间的关系。
实验三 磁化率的测定
实验三 磁化率的测定一、实验目的1、用古埃法测定物质的磁化率，求算其顺磁性原子（离子）的未成对电子数。
2、掌握古埃法测定磁化率的实验原理和技术。
3、掌握古埃磁天平的使用方法。
二、基本原理1、分子磁矩m μ与磁化率χ物质在外磁场H 0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：H' = 4πχH 0 （3—1）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m χ表示磁化程度，它与χ的关系为：ρχχM m = （3—2） 式中M 、ρ 分别为物质的摩尔质量与密度。
m χ的单位为m 3 mol −1。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：（磁化现象与组成物质的分子、原子及离子的内部结构有关，不同的物质受到相同外磁场的作用，其产生的磁化现象不尽相同。
归纳起来，有以下三种。
）（磁化现象与组成物质的分子、原子及离子的内部结构有关，不同的物质受到相同外磁场的作用，其产生的磁化现象不尽相同。
归纳起来，有以下三种。
）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m μ= 0。
当它受到外磁场作用时，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m χ称为反磁磁化率，用反χ表示，且反χ< 0。
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m μ≠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顺χ表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的m χ是顺磁磁化率顺χ与反磁磁化率反χ之和。
磁化率的测定实验报告记录(华南师范大学物化实验)
磁化率的测定实验报告记录(华南师范大学物化实验)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：磁化率的测定一、实验目的（1）掌握古埃磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
（2）通过对一些配位化合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数，并判断d电子的排布情况和配位体场的强弱。
二、实验原理2.1物质的磁性物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H的作用下，产生附加磁场。
该物质内部的磁感应强度B为：B=H+4πI=H+4πκH （1）式中，I称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩。
式中κ=I/H称为物质的体积磁化率。
I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ=I/ρ称为克磁化强度；χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。
χm=κM/ρ称为摩尔磁化率（M是物质的摩尔质量）。
这些数据都可以从实验测得，是宏观磁性质。
在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm，铁磁性研究中常用到I、σ。
不少文献中按宏观磁性质，把物质分成反磁性物质。
顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质积累。
其中，顺磁性物质χm>0而反磁性物质的χm<0。
2.1古埃法测定磁化率古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。
简单的装置包括磁场和测力装置两部分。
调节电流大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。
测力装置可以用分析天平。
为了测量不同温度的数据，要使用变温、恒温和测温装置。
样品放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，另一端则在磁场强度为零处。
样品在磁场中受到一个作用力。
dF=κHAdH （2）式中，A表示圆柱玻璃管的截面积。
样品在空气中称量，必须考虑空气修正，即dF=（κ-κ0HAdH）（3）κ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题：（4）因H0H，且忽略κ0，则（5）式中，F可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
实验三磁化率的测定_OK
3.用标准样品标定磁场强度的方法。先取一支清洁的干燥的空 样品管悬挂在磁天平的挂钩上，使样品管正好与磁磁线中心线 平齐，样品管不可与磁极接触，并与探头有合适的距离。准确 称取空样品管的质量（H=0时），得ml(H0),调节电流调节电位 器，使特斯拉计显示“0.300T”（H1）,迅速称得ml(H1)。逐渐 增大电流，使特斯拉计数字显示“0.350T”（H2），又称得m1 (H2)。将电流略微增大后再降至特斯拉计显示“0.350T”（H 2），又称得m2(H2)。将电流降至特斯拉计显示“0.300T”（H1） 时，称得m2(H1)，最后将电流调节至特斯拉计显示“0.000T” （H0）称得m2(H0)。这样调节电流由小到大再由大到小的测定 方法是为了抵消实验是磁场剩磁的影响。
(3) 测定FeSO4·7H2O的磁化率 Xm：在同一样品管 中 ， 装 入 FeSO4·7H2O ， 重 复 上 述 (2) 的 实 验 步 骤 。 (4)测定K4Fe(CN)6·3H2O的磁化率Xm：在同一样品管 中，装入K4Fe(CN)6·3H2O重复上述(2)的实验步骤。20
【数据处理】
(1) 由(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的质量磁化率 和实验数据计算α值。
26
三：注意事项
• 1.调节电流时，应以平光的速度缓慢升降。 • 2.关闭电源前，应调节励磁电源电流，使输出电流为零。 • 3.霍尔探头是易损元件，测量时严禁用力过大、过猛及碰跌。 • 4.霍尔探头不用时应将保护套套上。
例如，Fe2+ 在自由离子状态下的电子结构如图3-2所示。
9
当它与6个水配位体形成络离［Fe(H2O)6］2+ 时， 中央离子Fe2+ 仍能保持着上述自由离子状态下 的电子结构，故此络合物是电价络合物，当Fe 2+ 与6个CN- 配位体形成络离子［Fe(CN)6］4- 铁 的电子重排，6个电子集中三个轨道上，空出 的2个轨道和空的和轨道，进行杂化变成 d2sp3 杂化轨道(图3-2)，以此来容纳6个CN-中的C原 子上的6对孤对电子，形成6个共价配键，电子 自旋全部配对，是反磁性物质。
磁化率的测定(完成)
实验报告学生姓名学号专业年级、班级课程名称实验项目磁化率的测定实验类型验证设计综合实验时间年月日实验指导老师实验评分一、目的要求1．掌握Gouy磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
2．通过对一些配合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数．并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。
二、实验原理（1）物质的磁性物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H(A·m-1)的作用下，产生附加磁场H'。
这时该物质内部的磁感应强度B为外磁场强度H与附加磁场强度H'之和：B＝H十4πI＝H十4πкH＝μH (1)式中I称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩。
式中的к称为物质的体积磁化率、表示单位体积物质的磁化能力，是无量纲的物理量。
I 和к分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ = I/ρ称为克磁化强度；χ = к/ρ称为克磁化率或比磁化率。
χm = кM/ρ称为摩尔磁化率（M是物质的摩尔质量）。
这些数据都可以从实验测得，是宏观磁性质。
在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm ，铁磁性研究中常用到I、σ。
不少文献中按宏观磁性质，把物质分为反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质几类。
其中，顺磁性物质的χm >0，而反磁性物质的χm <0。
（2）古埃法测定磁化率古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。
简单的装置包括磁场和测力装置两部分。
调节电流的大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。
测力装置可以用分析天平。
为了测量不同温度的数据，要使用变温、恒温和测温装置。
样品要放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，此处磁场强度最强；另一端则在磁场强度为零处，即处在磁场强度可忽赂不计的位置。
样品在磁场中受到一个作用力。
dF = κHAdH ①式中，A表示圆柱玻璃管的截面积。
样品在空气中称量，必须考虑空气修正，即dF =(κ-κ0)HAdH ②表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是个积分问题：F=∫(κ-κ0)HAdH = 1/2(κ-κ0)A(H2-H20) ③因H0＜＜H，且忽略κ0，则F = 1/2 κAH2④式中，F可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
磁化率的测定实验报告.doc
磁化率的测定实验报告.doc实验名称：磁化率的测定实验实验目的：了解磁化率的概念和测量方法，掌握测量原理及技术方法，并通过实验数据分析磁化率的影响因素。
实验仪器：磁场计、磁铁、铁氧体样品、毫伏表、恒流源、万用表。
实验原理：当物体受到外部磁场时，磁场的强度会对物体内部磁性物质的磁化度产生影响，磁化率是材料所具有的对磁场响应的能力，是表征物质磁性的基本物理量。
实验步骤：1.将铁氧体样品置于恒定的磁场中，调节磁场强度为 1.20 T，打开直流恒流源，通过样品产生一定的磁通量，记录相应的磁场强度值和电流值，测量样品长度为 10 cm，宽度为2.5 cm，厚度为 1.5 cm ，并记录样品的质量值为 200 g。
2.在 ch2 端接上毫伏表，将万用表的正负极分别接到直流电流源的输出端口和恒流源的输入端口，通过万用表测量工作电流的大小，依次将工作电流从 0.1A 逐渐增大至1.0 A，逐个记录电流值和相应的示数值并记录。
3.重复步骤 2，将磁场强度值调整为 0.80T,0.60T,0.40T,0.20T，并按照相同的操作测量数据并记录。
4. 根据测定结果计算磁化率的大小，并分析其影响因素。
实验结果与分析：1. 磁场强度和工作电流的关系：| B/T | I/A ||-----|-----||1.20 | 1.00||0.80 | 0.67||0.60 | 0.50||0.40 | 0.35||0.20 | 0.17|从上表可以发现，在磁场强度相同的情况下，随着工作电流的增大，示数值会逐渐增大，但是当工作电流过大时，示数值会出现下降现象，即在某一电流处磁场饱和，磁场增加无法改变示数值，因为当磁化度饱和时，样品的磁化率值已经达到最大值，磁场改变不会再使该数值发生变化。
2. 不同磁场下的磁化率大小：从上表可以看出，当磁场大小一定时，磁化率随着工作电流的增大而增大，因为随着磁场大小的增大，内部磁性物质的磁化度也会随之增大，样品的磁化率也相应增大。
实验二十一磁化率的测定
实验十一磁化率的测定一、目的要求1．掌握Gouy磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
2．通过对一些配合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数．并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。
二、实验原理物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H(A·m-1)的作用下，产生附加磁场H'。
这时该物质内部的磁感应强度B为外磁场强度H与附加磁场强度H'之和：B＝H十H'＝H十4πχH＝μH (1)式中χ称为物质的体积磁化率、表示单位体积物质的磁化能力，是无量纲的物理量。
μ称为导磁率，与物质的磁化学性质有关。
由于历史原因，目前磁化学在文献和手册中仍多半采用静电单位(CGSE)，磁感应强度的单位用高斯(G)，它与国际单位制中的特斯拉(T)的换算关系是1T=10000G磁场强度与磁感应强度不同、是反映外磁场性质的物理量．与物质的磁化学性质无关。
习惯上采用的单位为奥斯特(oe)．它与国际单位A·m-1的换算关系为1oe＝ 1/4πX10-3 A·m-1由于真空的导磁率被定为：μ＝4π×10-7Wb·A-1·m-1，而空气的导磁率μ空≈μ0，因而1oe＝1×10-4Wb·m-2＝1×10-4T＝1G这就是说1奥斯特的磁场强度在空气介质中所产生的磁感应强度正好是1高斯，二者单位虽然不同．但在量值上是等同的。
习惯上用测磁仪器测得的"磁场强度"实际上都是指在某一介质中的磁感应强度，因而单位用高斯，测磁仪器也称为高斯计。
除χ外化学上常用单位质量磁化率χm和摩尔磁化率χM来表示物质的磁化能力：χm＝χ／ρ(2)χM＝M·χM＝M·χ／ρ(3)式中ρ和M是物质的密度（g·cm-3）和分子量，χm的单位取cm3·g-1，χM的单位取cm3·mol-1。
物质在外磁场作用下的磁化有三种情况1．χM＜o，这类物质称为逆磁性物质。
16 实验十六 磁化率的测定
实验十六 磁化率的测定一、实验目的1．掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。
2．测定两种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
二、实验原理物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关。
在外磁场作用下，成单电子的自旋运动产生永久磁矩m B μ（2419.274104B eehJ T m μπ--==⨯⋅，叫玻尔磁子，单位是焦耳/特斯拉，n 是成单电子数）。
此磁矩方向总是顺着外磁场方向，表现为顺磁性；电子的轨道运动产生拉摩进动，感应产生诱导磁矩。
此磁矩方向总是逆着外磁场方向，表现为反磁性。
化学科学中，物质的磁性大小常用摩尔磁化率M χ（单位31m mol -⋅）度量。
数值上等于顺磁性表现出的摩尔顺磁化率χ顺和反磁性表现出的摩尔反磁化率χ反之和M χχχ=+顺反在温度不太高、外磁场不太强且忽略粒子间相互作用时，摩尔顺磁化率χ顺与永久磁矩m μ的关系为203A mB N k Tμμχ顺＝(1)式中N A 为Avogadro 常数，720410N A μπ--=⨯⋅（真空磁导率），Boltzmann 常数2311.3810B k J K --=⨯⋅，T 为绝对温度。
则203A mM B N k Tμμχχ=+反 (2)意指，实验测定反磁物质的摩尔磁化率就是摩尔反磁化率，即M χχ=反；摩尔磁化率减摩尔反磁化率等于顺磁物质的摩尔顺磁化率，由于摩尔反磁化率值很小，一般可忽略。
依此，实验测出物质的摩尔磁化率即可计算微观物理量m μ，进而计算未成对电子数n 。
来研究原子、离子的电子组态，判断配合物的配键类型。
本实验测定的FeSO 4·7H 2O 、K 4Fe(CN)6，属六配位的过渡金属配合物，配体形成正八面体场。
金属的5个d 轨道分裂，形成两个能量较高的简并能级g e E ，和三个能量较低的简并能级2g t E 。
这两个简并能级间能量差称之为分裂能。
它与配体类型以及中心离子的价态有关。
磁化率的测定 实验报告
磁化率的测定一、实验目的1.掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。
2.测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
二、预习要求1.了解磁天平的原理与测定方法。
2.熟悉特斯拉计的使用。
三、实验原理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大得多（H′/H）高达 104，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。
物质的磁化可用磁化强度 I 来描述，H′=4πI。
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χm或摩尔磁化率χM表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ（3）χM = MK/ρ（4）式中，ρ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χm和χM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］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G。
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χM就等于反磁化率χ反，且χM<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χM是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即χM =χ顺 + χ反（5）通常χ顺比χ反大约１～３个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χM>0。
磁化率的测定实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握古埃磁天平测定物质磁化率的实验原理。
2. 学会使用古埃磁天平进行实验操作，提高实验技能。
3. 通过测定不同物质的磁化率，了解其磁性质，为后续研究提供数据支持。
二、实验原理磁化率是指物质在外加磁场作用下，其磁化程度的大小。
磁化率分为顺磁化率和抗磁化率。
顺磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩增强的程度；抗磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩减弱的程度。
本实验采用古埃磁天平测定物质的磁化率。
古埃磁天平是一种利用磁力平衡原理的精密仪器，通过比较待测物质和已知磁化率物质的磁力，计算出待测物质的磁化率。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：古埃磁天平、电子天平、磁铁、砝码、样品管、样品（如FeSO4·7H2O、CoCl2·6H2O等）。
2. 实验试剂：蒸馏水。
四、实验步骤1. 将样品管洗净、烘干，并用电子天平称量其质量，记录为m1。
2. 将样品管放入古埃磁天平的样品盘，调整天平平衡。
3. 将磁铁放在样品管上方，调整磁铁位置，使天平失去平衡。
4. 读取天平指针的读数，记录为m2。
5. 将样品管放入样品盘中，调整磁铁位置，使天平恢复平衡。
6. 读取天平指针的读数，记录为m3。
7. 重复步骤4-6，共进行3次实验，取平均值。
8. 计算样品的磁化率。
五、实验数据与结果1. 样品管质量：m1 = 5.0000 g2. 空管电流：I0 = 0.0150 A3. 装入样品后的电流：I1 = 0.0290 A4. 重复实验的电流值：I2 = 0.0290 A，I3 = 0.0290 A5. 样品磁化率：χ = (I1 - I0) / (m1 10^-3) = 0.0140六、实验结果分析根据实验结果，样品的磁化率为0.0140，说明该样品具有顺磁性。
结合样品的化学性质，可以推断其可能含有未成对电子。
七、实验总结通过本次实验，我们掌握了古埃磁天平测定物质磁化率的原理和操作方法，提高了实验技能。
磁化率实验报告
华南师范大学实验报告基础化学实验结构化学实验学生姓名：学号：年级班级：专业：实验项目：磁化率的测定实验时间：实验评分：一、【实验目的】1．掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。
2．通过对一些配位化合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数．并判断d电子的排布情况和配位体场的强弱。
二、【实验原理】（1）物质的磁性物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H(A·m-1)的作用下，产生附加磁场。
这时该物质内部的磁感应强度B为：B=H+4πI= H+4πκH (1) 式中,I称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩。
式中κ=I/H称为物质的体积磁化率。
I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ=I/ρ称为克磁化强度；χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。
χm=Κm/ρ称为摩尔磁化率。
这些数据是宏观磁化率。
在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm，帖磁性研究中常用到I、σ。
不少文献中按宏观磁性质，把物质分成反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反磁性物质几类。
其中，χm＜0，这类物质称为反磁性物质；χm＞0，这类物质称为顺磁性物质。
（2）古埃法（Gouy）测定磁化率古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。
简单的装置包括磁场和测力装置两部分。
调节电流大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。
测力装置可以用分析天平。
为了测量不同温度的数据，要使用变温、恒温和测温装置。
样品放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，另一端则在磁场为零处。
样品在磁场中受到一个作用力。
df=κHAdH式中，A表示圆柱玻璃管的截面积。
样品在空气中称重，必须考虑空气修正，即dF=(κ-κ)HAdHκ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题：F=)()(21d )(202000H H A H HA HH --=-⎰κκκκ (2) 因H 0＜＜H,且可忽略κ0，则F=221AH κ (3) 式中，F 可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
磁化率测定(自己写的)
磁化率测定一、目的要求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。
二、实验原理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)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大得多（H′/H）高达104，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。
物质的磁化可用磁化强度I来描述，H′=4πI。
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χm或摩尔磁化率χM表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ(3)χM = MK/ρ(4)式中，ρ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χm和χM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］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G。
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χM就等于反磁化率χ反，且χM<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χM是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即χM =χ顺 + χ反 (5)通常χ顺比χ反大约１～３个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χM>0。
顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律(6)式中，N A为Avogadro常数;K为Boltzmann常数(1.38×10-16erg·K-1);T为热力学温度;μm 为分子永久磁矩(erg·G-1)。
磁化率的测定实验报告
磁化率的测定实验报告一、实验目的1、掌握古埃（Gouy）法测定磁化率的原理和方法。
2、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，判断分子的配键类型。
二、实验原理1、物质的磁性物质的磁性一般可分为三种：顺磁性、反磁性和铁磁性。
（1）反磁性物质：物质中所有电子都已配对，没有永久磁矩。
在外磁场作用下，电子的轨道运动产生一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，导致物质表现出反磁性。
反磁性物质的磁化率为负值，且数值很小。
（2）顺磁性物质：物质中存在未成对电子，具有永久磁矩。
在外磁场作用下，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。
顺磁性物质的磁化率为正值，数值一般在 10^（－5) 10^（－2) 之间。
（3）铁磁性物质：物质中的未成对电子自旋平行排列，产生很强的磁性。
铁磁性物质的磁化率很大，且在外磁场作用下能产生很强的磁性。
2、磁化率磁化率是物质在外磁场作用下被磁化的程度的量度，用χ 表示。
它与物质的分子结构、未成对电子数等有关。
3、古埃法测定磁化率古埃法是通过测量样品在不均匀磁场中所受的力来测定磁化率。
将样品装入圆柱形玻璃管中，悬挂在两磁极之间的天平臂上。
设样品管的横截面积为S，样品的高度为l，样品质量为m，外加磁场强度为H。
当样品被磁化时，在磁极的一端产生一附加磁场 H'，它与外磁场 H 方向相同，在磁极的另一端产生的附加磁场与 H 方向相反。
这样，样品在磁极两端所受的力不同，产生一个力差ΔF。
根据电磁学原理，力差ΔF 可表示为：ΔF ＝（χH) ／2 μ₀ S式中，μ₀为真空磁导率。
若测量时，样品管底部位于磁场强度最大处，则ΔF ＝ m₁g m₂g＝Δmg其中，m₁和m₂分别为样品在磁极两端的质量，g 为重力加速度。
所以，磁化率χ 可表示为：χ ＝2Δmg ／（H²Slg)三、实验仪器和试剂1、仪器古埃磁天平（包括磁场、磁极、样品管支架、天平）、电子天平、软质玻璃样品管、直尺。
磁化率的测定_实验报告
磁化率的测定_实验报告2012级有机化学实验设计性实验报告题目：磁化率的测定报告作者：专业名称：化学教育行政班级：学生学号：指导老师：实验时间： 2014年10月14日提交时间： 2014年10月23日一、实验目的1.掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。
2.测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
二、实验原理1、磁化率物质在外磁场作用下，物质会被磁化产生一附加磁场。
物质的磁感应强度等于（16.1）式中B 0为外磁场的磁感应强度；B′为附加磁感应强度；H 为外磁场强度；μ0为真空磁导率，其数值等于4π×10-7N ／A 2。
物质的磁化可用磁化强度M 来描述，M也是矢量，它与磁场强度成正比。
（16.2）式中Z 为物质的体积磁化率。
在化学上常用质量磁化率χm 或摩尔磁化率χM 来表示物质的磁性质。
(16.3) (16.4)式中ρ、M 分别是物质的密度和摩尔质量。
2）分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成物质的原子，离子或分子的微观结构有关，当原子、离子或分子的两个自旋状态电子数不相等，即有未成对电子时，物质就具有永久磁矩。
由于热运动，永久磁矩的指向各个方向的机会相同，所以该磁矩的统计值等于零。
在外磁场作用下，具有永久磁矩的原子，离子或分子除了其永久磁矩会顺着外磁场的方向排列。
(其磁化方向与外磁场相同，磁化强度与外磁场强度成正比)，表观为顺磁性外，还由于它内部的电子轨道运动有感应的磁矩，其方向与外磁场相反，表观为逆磁性，此类物质的摩尔磁化率χM 是摩尔顺磁化率χ顺和摩尔逆磁化率χ逆的和。
对于顺磁性物质，χ顺>>∣χ逆∣，可作近似处理，χM =χ顺。
对于逆磁性物质，则只有χ逆，所以它的χM =χ逆。
第三种情况是物质被磁化的强度与外磁场强度不存在正比关系，而是随着外磁场强度的增加而剧烈增加，当外磁场消失后，它们的附加磁场，并不立即随之消失，这种物质称为铁磁性物质。
磁化率测定
化学实验教学中心实验报告化学测量与计算实验Ⅱ实验名称：磁化率测定学生：学号：院〔系〕：年级：级班指导教师：研究生助教：实验日期： 2017.05.18 交报告日期： 2017.05.25一、实验目的1.测定物质的摩尔磁化率，估计待测金属配合物中心离子的未成对电子数，并判断分子配键的类型；2.掌握磁天平测定磁化率的原理和方法。
二、实验原理1. 摩尔磁化率和分子磁矩在外磁场作用下，由于电子等带电粒子的运动，物质会被磁化而感应出一个附加磁场，这个附加磁场 H′的强度由物质的磁化率 χ 决定： H′=4πχH0①化学上常用摩尔磁化率 χm表示磁化程度，它与 χ 的关系为 χm=χMρ②式中，M、ρ 分别为物质的摩尔质量与密度。
χm的单位为 m3·mol−1。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁化率与分子磁矩 μm关系可由居里-郎之万公式表示：χm=χ顺=Lμ0μm23kT③式中，L 为阿伏伽德罗常数，即6.02×1023 mol−1；k 为玻尔兹曼常数，k=1.3806×10−23J/K ；μ0为真空磁导率，μ0=4π×10−7N/A2；T 为热力学温度。
上式可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据。
分子磁矩 μm由分子内未配对电子数 n 决定，其关系为：μm=μB√n(n+2)④式中，μB为波尔磁子，是磁矩的自然单位。
μB=9.274×10−24J/T 〔T为磁感应强度的单位，即特斯拉〕。
求得 n 值后，可以进一步判断有关配合物分子的配键类型。
2. 摩尔磁化率的测定本实验用古埃磁天平测定物质的摩尔磁化率 χm，测定原理如右图所示。
一个截面为A的样品管，装入高度为h、质量为m的样品后，放入非均匀磁场中。
样品管底部位于磁场强度最大之处，即磁极中心线上，此处磁场强度为H。
样品最高处磁场强度为零。
摩尔磁化率测定原理图样品管内样品受到的力为：F=12A(χ−χ0)μ0H2⑤式中，χ0为空气的体积磁化率，将 χ 代以χm，并考虑到ρ=mℎM，而χ0值很小，相应的项可以忽略，可得 F=12mχmμ0H2ℎM⑥在磁天平中利用精度为的电子天平间接测量 F。
实验三十 磁 化 率 的 测 定
实验三十 磁 化 率 的 测 定一、实验目的1．掌握古埃（Gouy ）法磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法；2．通过对一些络合物磁化率的测定，推算其不成对电子数，判断这些分子的配键类型。
二、基本原理物质中的分子是一种复杂的电磁体系，它们在外加磁场的作用下，会发生磁化，从而表现出一些宏观性质。
我们通过这些性质来研究分子的微观结构。
置于外磁场中的物质，在外磁场的作用下会感应出一个附加的磁场。
这时物质的磁感应强度B 等于外加磁场强度H 与附加磁场强度/H 之和。
I H H H B π4/+=+= （30－1）I 为物质的磁化强度，它与外磁场强度H 的关系为：H x I = （30－2）x 为物质的单位体积磁化率，是单位体积内磁场强度的变化。
化学上常用单位质量磁化率m X 和摩尔磁化率M X 来表示。
它们的定义是： dx X m = （30－3） dx M X M X m M ⋅=⋅= （30－4） 式中d 是物质的密度，M 为分子量。
由于x 是无量纲的量。
故m X 和M X 的单位分别为厘米3／克和厘米3／摩尔。
物质的磁性可分为三种，即铁磁性，逆磁性和顺磁性。
铁磁性是指物质在较低外磁场中就能达到饱和的磁化，磁性随外磁场的强度的增加而急剧增大。
在外磁场去掉后，磁性并不消失，呈现滞后现象。
逆磁性物质被磁化后所感应出的磁场强度与外加的磁场强度方向相反。
存在于所有的物质当中。
对于逆磁性物质来讲，其物质中的分子或原子的电子都已配对，所以本身没有永久磁矩，但在外磁场的作用下，由于电子的拉磨进动产生了一个与外磁场方向相反的诱导磁矩。
逆磁化率0X 可表示为：∑-=i i r mc Ne X 22206 （30－5）式中m 为电子的质量，e 为电子电荷，c 为光速，r i 为电子i 离核的距离，N 为阿伏伽德罗常数。
逆磁性质的x <0 ，数量级在10-6～10-3左右。
顺磁性是指物质被磁化后，所产生的磁感应强度方向与外加的磁场强度相同。
磁化率测定-学生用
物理化学实验—磁化率测定一实验目的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。
二实验原理1. 摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场作用下，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，则物质内部的磁感应强度等于B = B 0 + B´ = μ0H + B´(1)式中B 0为外磁场的磁感应强度；为B´为物质磁化产生的附加磁感应强；μ0为真空磁导率，其数值等于4π×10-7 N·A -2。
物质被磁化的程度用体积磁化率χ表示，它为无因次量，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。
与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：B´= χμ0H (2)化学上常用质量磁化率m χ和摩尔磁化率M χ来表示物质的磁性质，它与χ 的关系为ρχχ=m (3) ρχχχ⋅=⋅=M M m M (4) 式中 M 、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
m χ的单位是m 3·kg -1，M χ的单位是m 3·mol -1。
物质的原子、分子或离子在外磁场作用下的磁化现象有三种情况。
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µm = 0，物质本身并不呈现磁性。
但由于它内部的电子轨道运动，在外磁场作用下会产生拉摩进动，感应出一个与外磁场方向相反的感应磁矩（诱导磁矩），其磁化强度与外磁场强度成正比，并随外磁场的消失而消失，这类物质称为反（或逆）磁性物质，其M χ<0，如 Hg 、Cu 、Bi 等。
第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，具有永久磁矩m μ≠ 0。
但由于热运动，永久磁矩的指向各个方向的机会相同，所以该磁矩的统计值为零。
但在外磁场作用下一方面永久磁矩会顺着外磁场方向排列，其磁化方与外磁场方向相同，其磁化强度与外磁场强度成正比；另一方面物质内部的电子轨道运动也会产生拉摩进动，感应出一个与外磁场方向相反的感应磁矩。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（8）
式中Ｂ称为玻尔（Ｂohｒ）磁子,是磁矩的自然单位，其物理意义是单个自由电子自旋所产生的磁矩
A·m2(或J·Ｔ−1）（9)
式中h为普郎克常数,me为电子质量,T为磁感应强度的单位,即特斯拉。
求得n值后对进一步判断有关配合物分子的配键类型是有意义的。例如,Fｅ2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0。如以它作为中心离子与6个H2O配位体形成[Fe(H2Ｏ)6]2+配离子，是电价配合物。其中Ｆｅ２＋离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构,此时ｎ= 4。见图2所示：
图1Ｆe2+在自由离子状态下的外层电子结构
如果Fｅ2＋离子与６个CN−离子配位体形成[Fe(CN)6]4−配离子,则是共价配合物。这时其中Fe２+离子的外电子层结构发生变化，n＝0。见图2所示：
图 ２Ｆe2＋外层电子结构的重排
显然,其中6个空轨道形成d2sp3的６个杂化轨道,它们能接受6个CN−离子中的6对孤对电子，形成共价配键。
(5)
因比0大约１～3个数量级,所以这类物质总表现出顺磁性,可认为 ,其值大于零。
第三种情况是物质被磁化的强度与外磁场强度之间不存在正比关系,而是随外磁场强度的增加而剧烈增强，并且在外磁场消失后其磁性并不消失，呈现出滞后的现象。这种物质称为铁磁性物质。
对于顺磁性物质而言,假定分子之间无相互作用,应用统计力学的方法，可以到出导出摩尔顺磁磁化率 与分子永久磁矩 之间的关系:
(6)
式中NA为Aｖogadro常数（6.０２２×１023mol-1）,k为Ｂoｌtzｍａｎｎ常数(１．3８06×1０−２３J·K−1），０为真空磁导率（4π×１0−７N·A−2），T为热力学温度。物质的摩尔顺磁磁化率和热力学温度成反比这一关系，是居里(P. Cｕrｉe)在实验中首先发现达到，所以该式称为居里定律,Ｃ称为居里常数。
分子的摩尔反磁磁化率 是由诱导磁矩产生的，它与温度的依赖关系很小。所以只要测定不同温度下的 对1/T作图，截矩即为 ，由斜率可求 。在不很精确的测量中可忽略 ，作近似处理后，具有永久磁矩的物质的摩尔磁化率与磁矩间的关系为
(7)
该式将物质的宏观物理性质( ）和其微观性质( )联系起来,因此只要实验测得 ，代入上式就可算出永久磁矩 。该关系式可作为由实验测定磁化率来研究物质微观结构的依据。
2.摩尔磁化率的测定
测定磁化率有多种方法,本实验用古埃磁天平测定物质的摩尔磁化率 ，此法通过测定物质在不均匀磁场中受到作用力而引起质量的变化，从而间接求出物质的磁化率,求得永久磁距和未成对电子数。测定原理如图３所示。
图3古埃磁天平法测定原理
将质量为m的样品装入一个截面积为A的样品管中,装样高度为h,然后悬挂于一电子天平下方并放入非均匀磁场中。样品管底部位于磁场强度最大之处,即磁极中心线上,此处磁场强度为Ｈ，单位为A·ｍ-1。H０为样品最高处磁场强度,通常认为是当地的地磁场强度，约为40Ａ·m-1,一般忽略不计。沿样品轴心方向,即ｚ方向,存在一磁场强度梯度∂Ｈ/∂z,故样品沿ｚ方向受到磁力的大小为:
B´=H(2)
化学上常用质量磁化率 和摩尔磁化率 来表示物质的磁性质，它与的关系为
(３)
(4)
式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。 的单位是m3·kｇ－1， 的单位是m3·moｌ-１。
物质的原子、分子或离子在外磁场作用下的磁化现象有三种情况。
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µm=０,物质本身并不呈现磁性。但由于它内部的电子轨道运动,在外磁场作用下会产生拉摩进动,感应出一个与外磁场方向相反的感应磁矩(诱导磁矩），其磁化强度与外磁场强度成正比,并随外磁场的消失而消失，这类物质称为反（或逆)磁性物质,其 <0，如Hg、Cｕ、Bi等。
物质的顺磁性来自与电子的自旋相联系的磁矩。电子有两个自旋状态。如果原子、分子或离子中两个自旋状态的电子数不相同,则该物质在外磁场中就呈现顺磁性。这是由于每一个轨道上不能存在个自旋状态相同的电子（保里原理），因而各个轨道上成对电子自旋所产生的磁矩是相互抵消的，所以只有存在未成对电子的物质才具有永久磁矩，它在外磁场中表现出顺磁性。
磁化率测定-学生用
———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期:
ﻩ
物理化学实验—磁化率测定
一实验目的
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。
第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，具有永久磁矩 ≠０。但由于热运动,永久磁矩的指向各个方向的机会相同,所以该磁矩的统计值为零。但在外磁场作用下一方面永久磁矩会顺着外磁场方向排列，其磁化方与外磁场方向相同,其磁化强度与外磁场强度成正比;另一方面物质内部的电子轨道运动也会产生拉摩进动,感应出一个与外磁场方向相反的感应磁矩。因此这类物质在外磁场下表现的附加磁场是上述两者作用的总结果，我们称具有永久磁矩的物质为顺磁性物质，如Mｎ、Cr、Ｐｔ 等。此类物质的摩尔磁化率 是摩尔顺磁磁化率 与摩尔反磁磁化率 之和
(10)
为空气的体积磁化率，这样作用于样品的力为:
（11)
以式(4)代入式(１1)，并考虑到 ,而 很小,相应的项可以忽略,可得
(12)
在古埃磁天平中用精度为0.１mｇ的电子天平测量装有被测样品的样品管和不装样品的空样品管在有外加磁场和无外加磁场时的质量变化,则有
二实验原理
1.摩尔磁化率和分子磁矩
物质在外磁场作用下，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，则物质内部的磁感应强度等于
B=B0+Ｂ´＝0Ｈ+B´(1)
式中B0为外磁场的磁感应强度；为B´为物质磁化产生的附加磁感应强;0为真空磁导率,其数值等于4×10－7N·Ａ-2。
物质被磁化的程度用体积磁化率χ表示,它为无因次量，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。与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：