络合物磁化率的测定

络合物的磁化率测定

磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质（即磁场强弱和方向）的两个物理量。由于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而磁介质（除超导体以外不存在磁绝缘的概念，故一切物质均为磁介质）在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响（场的迭加原理）。因此，磁场的强弱可以有两种表示方法：

在充满均匀磁介质的情况下，若包括介质因磁化而产生的磁场在内时，用磁感应强度B 表示，其单位为特斯拉T ，是一个基本物理量；单独由电流或者运动电荷所引起的磁场（不包括介质磁化而产生的磁场时）则用磁场强度H 表示，其单位为A/m2，是一个辅助物理量。 络合物的磁化率测定 (1)

Ⅰ、实验目的............................................................................................................ 1 Ⅱ、实验原理............................................................................................................ 1 Ⅲ、仪器与试剂 ........................................................................................................ 5 Ⅳ、实验步骤............................................................................................................ 5 Ⅴ、数据处理............................................................................................................ 6 Ⅵ、思考题 ............................................................................................................... 7 Ⅶ、实验的重点难点 ................................................................................................. 7 Ⅷ、网上答疑.......................................................................................................... 10 Ⅸ、注意事项.......................................................................................................... 10 Ⅹ、仪器操作.......................................................................................................... 10 Ⅺ、在线测试. (12)

Ⅰ、实验目的

一、掌握古埃(Gouy)磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法；

二、通过对一些络合物的磁化率测定，推算其不成对电子数，判断这些分子的配键类型；

Ⅱ、实验原理

1. 摩尔磁化率和分子磁矩

物质在外磁场0H 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：

04H H πχ='

χ称为物质的体积磁化率，是物质的一种宏观性质，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

ρ

χχM M =

式中M 、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。M χ的单位为1

3-⋅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0=m μ。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。这种物质称为逆磁性物质，如Hg 、Cu 、Bi 等。它的M 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0≠m μ。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μχ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是摩尔顺磁磁化率μχ与摩尔逆磁磁化率0χ之和。因μχ>>0χ，所以对于顺磁性物质，可以认为M χ=μχ，其值大于零。

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m μ的关系可由居里－郎之万公式表示：

χ

=T

L m κμμχμ32

0=

式中L 为阿伏加德罗常数（1

23

10022.6-⨯mol

），k 为玻尔兹曼常数(1

23

10

3806.1--⋅⨯K

J )，

0μ为真空磁导率（27104--⋅⨯A N π），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m μ由分子内未配对电子数n 决定，其关系如下：