«Paramagnetismo»: berrikuspenen arteko aldeak

514 bytes added ,  Duela 9 hilabete
ez dago edizio laburpenik
[[Fitxategi:Liquid oxygen in a magnet.jpg|thumb|'''1.irudia Irudia.''' Prezipitatu-ontzi batetik iman indartsu batera oxigeno likidoa isurtzen denean, oxigenoa, aldi baterako, polo magnetikoen artean geratzen da, bere paramagnetismoa dela eta.]]
'''Paramagnetismoa''' [[magnetismo]] forma bat da; honen ondorioz material batzuk kanpotik aplikatutako [[eremu magnetiko]] batek ahultasunez erakarriak dira. [[Material paramagnetikoekparamagnetiko]]<nowiki/>ek aplikatutako eremu magnetiko horren norabidean barneko [[Eremu magnetiko induzitu|eremu magnetiko induzituak]] eratzen dituzte. Material diamagnetikoak[[Diamagnetismo|diamagnetiko]]<nowiki/>ak, berriz, eremu magnetikoek aldaratzen dituzte eta eremu magnetiko aplikatuaren kontrako norabidean induzitutako eremu magnetikoak eratzen dituzte.<ref>{{Erreferentzia|abizena=Miessler, Gary L., 1949-|izenburua=Inorganic chemistry|argitaletxea=Pearson Education|data=2004|url=https://www.worldcat.org/oclc/52165864|edizioa=3rd ed|isbn=0-13-035471-6|pmc=52165864|sartze-data=2019-12-10}}</ref> Material paramagnetikoen artean [[elementu kimiko]] gehienak eta konposatu batzuk daude; <supref>[2]{{Erreferentzia|izenburua=ZT Hiztegi Berria|url=https://zthiztegia.elhuyar.eus/terminoa/eu/paramagnetismo|aldizkaria=zthiztegia.elhuyar.eus|sartze-data=2019-12-11}}</supref>; 1 baino [[Iragazkortasun magnetiko|iragazkortasun]] magnetiko erlatibo apur bat handiagoa dute; hau da, [[suszeptibilitate magnetiko]] positibo txiki bat. Beraz, eremu magnetikoek erakartzen dituzte. Aplikatutako eremuak eragindako unemomentu magnetikoa paraleloa da eremuaren intentsitatearekin, eta nahiko ahula da. Oro har, efektua detektatu ahal izateko oreka analitiko sentikorra behar da. Material paramagnetikoetan neurketa modernoak askotan [[SQUID magnetometro]] batekin egiten dira.
 
Paramagnetismoa materialean parekatu gabeko elektroien presentziaren ondorio da. Horrela, [[orbital atomiko]] osatugabeak dituzten atomo gehienak paramagnetikoak dira, salbuespenak salbu, [[Kobre|kobrea]], adibidez. Euren [[spin]]<nowiki/>aren ondorioz, parekatu gabeko elektroiek une[[Momentu dipolar|momentu dipolar magnetiko]] bat dute eta [[iman]] txiki batek bezala jokatzen dute. Kanpoko eremu magnetiko batek elektroien spinak eremuarekiko paraleloan lerrokatzen ditu, erakarpen netoa eraginez. Material paramagnetikoen artean [[aluminio]]<nowiki/>a, [[oxigeno]]<nowiki/>a, [[titanio]]<nowiki/>a eta [[burdin oxido]]<nowiki/>a (FeO) daude.
 
[[Ferromagnetismo|Ferromagneto]]<nowiki/>ek ez bezala, paramagnetoek ez dute magnetizaziorik[[magnetizazio]]<nowiki/>rik gordetzen kanpoko aplikatutako eremu magnetikorik ez dagoenean, mugimendu termikoak biraketa-orientazioak ausaz egiten dituelako. Hala ere, material paramagnetiko batzuek [[errotazio]]-desordena [[Zero absolutu|zero absolutua]]<nowiki/>n ere gordetzen dute. Horrek esan nahi du paramagnetikoak direla [[oinarrizko egoeranegoera]]<nowiki/>n; hau da, [[mugimendu termikoriktermiko]]<nowiki/>rik ez dagoenean. Beraz, magnetizazio osoa zero da aplikatutako eremua ezabatzen denean. Eremuaren presentzian ere, eragindako magnetizazio txiki bat baino ez dago, biraketen zatiki txiki bat baino ez baitu eremuak orientatuko. Zati hori eremuaren intentsitatearekiko[[Intentsitate elektriko|intentsitatea]]<nowiki/>rekiko [[Proportzionaltasun (matematika)|proportzionala]] da, eta horrek [[mendekotasun lineala]] azaltzen du. Material ferromagnetikoek jasaten duten erakarpena ez da lineala eta askoz ere indartsuagoa da; beraz, erraz ikusten da, adibidez, hozkailuaren [[iman]] baten eta hozkailuaren burdinaren arteko erakarpenean.
== Elektroi-spinekiko erlazioa ==
Material paramagnetikoen atomoek edo molekulek une magnetiko iraunkorrak dituzte ([[Dipolo magnetiko|dipolo]]<nowiki/>ak), baita aplikatutako eremurik ez dagoenean ere. UneMomentu iraunkorra, oro har, [[elektroi]] [[Orbital atomiko|atomiko]]<nowiki/>en edo [[Orbital molekularren teoria|molekularren orbitaletan]] parekatu gabeko elektroien spinaren ondorio da '''(ikus [[Momentu magnetikoamagnetiko nuklear|Momentu magnetiko]]<nowiki/>a)'''. Paramagnetismo hutsean, [[Dipolo magnetiko|dipoloek]] ez dute elkar eragiten, eta ausaz orientatuta daude kanpoko eremurik ezean, [[agitazio termikoarentermiko]]<nowiki/>aren ondorioz, zero magnetiko netoan gertatzen dena. Eremu magnetiko bat aplikatzen denean, dipoloek aplikatutako eremuarekin lerrokatzeko joera izango dute, eta, ondorioz, aplikatutako eremuaren norabidean unemomentu magnetiko neto bat sortuko da. Deskribapen klasikoan, lerrokatze hau unemomentu magnetikoetan aplikatutako eremu batek aplikatutako parebikote baten ondorioz gertatzen dela uler daiteke, aplikatutako eremuarekin paraleloak diren dipoloak lerrokatzen saiatzen dena. Hala ere, lerrokatzearen benetako jatorriak spinaren propietate [[Mekanika kuantiko|kuantiko-mekaniko]]<nowiki/>en eta [[momentu angeluar]]<nowiki/>raren bidez baino ezin da ulertu.
 
Inguruko dipoloen artean [[energia]]-truke nahikoa badago, elkarri eragingo diote, eta berez edo anti-lerrokatu daitezke, eremu magnetikoak osatuz, [[ferromagnetismo]]<nowiki/>an ([[iman iraunkorrakiraunkor]]<nowiki/>rak) edo [[antiferromagnetismo]]<nowiki/>an, hurrenez hurren.
 
Portaera paramagnetikoa, bere [[Curie tenperatura]]<nowiki/>ren gainetik dauden material ferromagnetikoetan eta bere [[Néel tenperatura]]<nowiki/>ren gainetik dauden antiferromagnetikoetan ere ikus daiteke. Tenperatura horietan, eskuragarri dagoen energia termikoak biraketen arteko interakzio-energia baino ez du gainditzen.
Material eroaleetan, elektroiak [[deslokalizatu]] egiten dira, hau da, solidoan zehar bidaiatzen dute gutxi gorabehera elektroi askeak balira bezala. Eroankortasuna banda-egituraren irudi batean uler daiteke, energia-bandak osatu gabe betetzearen ondorioz. Eroale ez-magnetiko arrunt batean, kondukzio-banda berdina da bai spin-up elektroietarako, bai spin-down elektroietarako. Eremu magnetiko bat aplikatzen denean, kondukzio-banda spin-up eta spin-down bandetan banatzen da, spin-up eta spin-down elektroien arteko energia potentzial magnetikoen balio diferentziaren ondorioz. Fermiren mailak bi bandetarako berdina izan behar duenez, horrek esan nahi du bandan spin motaren soberakin txiki bat egongo dela, beherantz mugitu zena. Efektu hau Pauliren paramagnetismo bezala ezagutzen den paramagnetismo forma ahul bat da.
 
Efektua beti kontrako zeinuko erantzun [[Diamagnetismo|diamagnetiko]] batekin lehiatzen da, atomoen elektroi zentral guztien ondorioz. Magnetismo forma indartsuenek, oro har, elektroi ibiltarien ordez elektroi lokalizatuak behar dituzte. Hala ere, kasu batzuetan, bandako egitura bat gerta daiteke, non bi [[azpibanda]] [[deslokalizatu]] dauden aurkako espinenspinen egoerekin, energia ezberdinak dituztenak.
 
Azpibanda bat bestearen gainean betetzen bada, baten ordena ferromagnetiko ibiltaria izan daiteke. Egoera hau, orokorrean, nahiko estuak diren bandetan (d-) baino ez da gertatzen, gutxi deslokalizatuta daudenak.
|}
 
==== s eta [[p elektroiakelektroi]]<nowiki/>ak ====
Eskuarki, solido baten deslokalizazio indartsuak, aldameneko uhin funtzioekin gainjartze handi baten ondorioz, Fermiren abiadura handi bat egongo dela esan nahi du. Honek, banda baten elektroi kopurua banda honen energia aldaketekiko hain sentikorra ez dela esan nahi du, magnetismo ahul bat suposatzen duena. Hori da s eta p motako metalak Pauli-paramagnetikoak edo, urrearen kasuan bezala, baita diamagnetikoak ere izateko arrazoia. Azken kasuan, karkasa itxiaren barneko elektroien kontribuzio diamagnetikoak, elektroi ia libreen paramagnetiko ahula besterik ez du irabazten.
 
J momentu angeluarrarekin elkarreragileak ez diren momentu magnetikoak dituen ioi paramagnetiko baterako Curieren konstantea banakako ioien momentu magnetikoekin erlazionatuta dago:
 
<math>C=\frac{n}{3k_\mathrm{B}}\mu_{\mathrm{eff}}^2 \text{ non } \mu_{\mathrm{eff}} = g_J \mu_\mathrm{B} \sqrt{J(J+1)} den.</math>
 
non n bolumen unitateko atomoen kopurua den.  ''μ''<sub>eff</sub> parametroa momentu magnetiko eraginkor moduan interpretatzen da ioi paramagnetikoko. Dipolo magnetiko diskretu (μ) moduan adierazitako momentu magnetiko molekularrak dituen tratamendu klasiko bat erabiltzen bada, Curieren legearen adierazpenean μ agertuko da ''μ''<sub>eff</sub>-en ordez.
Definiziorik zorrotzena honako hau litzateke: parekatu gabeko biraketak dituen sistema bat, elkarren artean elkarreragiten ez duena. Zentzu mugatuago honetan, paramagneto puru bakarra hidrogeno monoatomikoko atomoz diluitutako gasa da. Atomo bakoitzak parekatu gabeko elektroi bat du, elkarri eragiten ez diona.
 
Litio-atomozko gas batek parekaturiko bi elektroi zentral ditu, kontrako zeinuko erantzun diamagnetikoa eragiten dutenak. Zorrozki esanda, Li sistema mistoa da, nahiz eta osagai diamagnetikoa ahula izan, askotan arbuiagarria delarik. Hala ere, elementu astunagoen kasuan, ekarpen diamagnetikoa garrantzitsuagoa bihurtzen da, eta urre metalikoaren kasuan propietateak nagusitzen dira. Hidrogeno elementuari ez zaio ia inoiz 'paramagnetiko' deitzen, gas monoatomikoa oso tenperatura altuetan bakarrik baita egonkorra. H atomoak H<sub>2</sub> molekularra sortzeko konbinatzen dira, eta hori egitean, momentu magnetikoak deuseztatu egiten dira, spin parekatuen ondorioz. Beraz, hidrogenoa diamagnetikoa da, eta gauza bera gerta daiteke beste elementu askorekin. Hala ere, elementu gehienen atomo (eta ioi) indibidualen konfigurazio elektronikoak parekatu gabeko spinak baditu ere, ez dira nahitaez paramagnetikoak, giro tenperaturan deuseztatze hori ez baita beti gertatzen. Deuseztatzeko joera ahulagoa da f elektroientzat, f orbitalak (bereziki 4f) erradialki uzkurtuta daudelako, eta alboko atomoen orbitalekin bakarrik ahulki gainjartzen direlako. Ondorioz, 4f orbitala guztiz beteta ez daukaten elementu lantanidoak paramagnetikoak edo magnetikoki ordenatuak dira. <sup>[4]</sup>
 
Beraz, fase kondentsatuko paramagnetoak egotea posible da baldin eta spinak deuseztatzea edo ordenatzea eragiten duten elkarrekintzak mantentzen badira zentro magnetikoen egiturazko isolamenduaren bidez. Horrela, hau baliozkoa den bi material mota daude:
           -Kontzentrazio txikiko sare diamagnetiko batean espezie paramagnetiko bat disolbatzeak, esaterako Nd<sub>3</sub><sup>+</sup> CaCl<sub>2</sub>-n, neodimio ioiak elkarreraginik ez izateko behar besteko distantziara bereiziko dira. Sistema horiek funtsezkoak dira sistema paramagnetikoak aztertzeko, dauden metodoetatik sentikorrena baita: EPR (Electron Paramagnetic Resonance).
 
'''d<sup>3</sup> eta d<sup>5</sup> trantsizio-metal konplexuen µ<sub>eff</sub> balioak <sup>[5]</sup>'''
{| class="wikitable"
|'''Material'''
Anonymous user