26 Электронов атома железа. Не заполнены 4 орбитали 3d.

Магнитный момент атома железа равен 4_В

Это правило также требует, чтобы одиночные электроны в различных орбиталях имели параллельные спины. В связи с этим правилом электроны на 3d-орбиталях распределяются так, как это показано на рис. 2.2. Спиновый магнитный момент атома Fe, так же как и иона Fe²⁺, составляет 4_в. У иона Fe³⁺ на 3d-орбиталях находятся всего 5 электронов, по электрону на каждой орбитали, и поэтому его спиновый магнитный момент равен пяти магнетонам Бора.

2.1.3 Диамагнетизм. Диамагнитные минералы

Диамагнетизм является результатом воздействия внешнего магнитного поля на движущиеся электрические заряды в атоме и проявляется в том, что индуцируется магнитный момент, противоположный внешнему магнитному полю. Следовательно, магнитная восприимчивость у диамагнетиков отрицательна, чем они отличаются от веществ с иным магнитным состоянием (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 – Магнитная восприимчивость

атомов химических элементов четвертого периода

1 – парамагнетики; 2 – антиферромагнетики;

3 – ферромагнетики; 4 – диамагнетики

Диамагнитные материалы имеют отрицательную магнитную восприимчивость (<0, <1); они намагничиваются в направлении, противоположном направлению магнитного поля (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 – Графики намагниченности диа- (2) и парамагнетиков (1)

Диамагнетизм как явление существует во всех веществах независимо от структуры их атомов и типов связи. Однако в «чистом виде» он проявляется только в тех веществах (диамагнетиках), в которых имеет место полная компенсация орбитальных и спиновых моментов атомов. Для веществ, в которых собственный магнитный момент атомных образований не равен нулю, на диамагнетизм накладывается значительно больший его по значению нескомпенсированный момент электронов.

Качественное объяснение явления диамагнетизма состоит в следующем. Под действием магнитного поля, по закону электромагнитной индукции, в замкнутом контуре (которым в данном случае является движущийся по орбите электрон) возникают электродвижущая сила и дополнительный электрический ток. Этот ток создает магнитный момент, направленный по закону Ленца в сторону, обратную внешнему магнитному полю. Магнитные моменты отдельных электронов складываются, и суммарный магнитный момент единицы объема вещества, так же, как и магнитная восприимчивость, зависит от количества электронов у атома, размеров электронных орбит и от плотности упаковки атомов.

Абсолютные значения магнитной восприимчивости диамагнитных веществ невысокие и редко достигают 10^-4 ед. СИ.

Магнитная восприимчивость диамагнетиков обычно не зависит от температуры.

К диамагнетикам относятся инертные газы, ряда металлов (медь, серебро, золото, цинк, висмут, ртуть) и неметаллов (кремний, кварц, алмаз, графит, сера, фосфор), галенит, кварц, кальцит, гипс, ангидрид и другие безжелезистые минералы, нефть и вода (см. табл. 2.2).

Таблица 2.2 – Магнитная восприимчивость диамагнитных минералов

Минерал	10-5, ед. СИ	Минерал	10-5, ед. СИ
Кварц	-1,6	Флюорит	-1,2
Ортоклаз	-0,6	Барит	-1,8
Циркон	-1,2	Сфалерит	-6,5
Галенит	-3,3	Апатит	-10,3
Касситерит	-2,0	Графит	-0,5