«Paramagnetismo»: berrikuspenen arteko aldeak

474 bytes added ,  Duela 9 hilabete
ez dago edizio laburpenik
[[Fitxategi:Liquid oxygen in a magnet.jpg|thumb|'''1. Irudia.''' Prezipitatu-ontzi batetik iman indartsu batera oxigeno likidoa isurtzen denean, [[Oxigeno|oxigenoa]], aldi baterako, [[polo magnetikoenmagnetiko]]<nowiki/>en 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 paramagnetiko]]<nowiki/>ek aplikatutako eremu magnetiko horren norabidean barneko [[Eremu magnetiko induzitu|eremu magnetiko induzituak]] eratzen dituzte. Material [[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<ref>{{Erreferentzia|izenburua=ZT Hiztegi Berria|url=https://zthiztegia.elhuyar.eus/terminoa/eu/paramagnetismo|aldizkaria=zthiztegia.elhuyar.eus|sartze-data=2019-12-11}}</ref>; 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 momentu 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.
 
 
=== Deslokazioa ===
Material [[Eroale elektriko|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, [[eroapen]]-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 magnetiko]]<nowiki/>en balio diferentziaren ondorioz. [[Enrico Fermi|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 [[Wolfgang Pauli|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 spinen egoerekin, energia ezberdinak dituztenak.
 
==== d eta f elektroiak ====
Efektu magnetiko indartsuenak, oro har, d edo f elektroiak tartean daudenean bakarrik behatzen dira. Bereziki, azken horiek oso lokalizatuta egoten dira. Gainera, [[Lantanoide|lantanido]] atomo baten momentu magnetikoaren tamaina nahiko handia izan daiteke, [[Gadolinio|gadolinioa]]<nowiki/>ren kasuan (III) parekatu gabeko 7 elektroi garraiatu baititzake (hortik [[erresonantzia magnetiko bidezko irudigintza]]<nowiki/>n erabiltzea). Lantanidoekin lotutako unemomentu magnetiko altuak, iman superindartsuak, orokorrean [[neodimio]]<nowiki/>a edo [[samario]]<nowiki/>a bezalako [[Elementu kimiko|elementuetan]] oinarritzen diren arrazoi bat dira.
 
==== Lokalizazio molekularra ====
Goiko irudia orokortze bat da, [[egitura molekular]] baten ordez sare hedatua duten materialei baitagokie. Egitura molekularrak elektroiak lokalizatzera ere eraman dezake. Eskuarki, egitura molekular batek, partzialki beteak diren [[Orbital atomiko|orbitalak]] (hau da, apareatuparekatu gabeko espinakspinak) ez erakusteko arrazoi energetikoak dituen arren, itxi gabeko maskor hondar batzuk naturan gertatzen dira. Honen adibide on bat oxigeno molekularra izan daiteke: Solido izoztuan ere molekula dierradikalak[[Erradikal aske|dierradikala]]<nowiki/>k ditu, portaera paramagnetikoa eragiten dutenak. Parekatu gabeko spinak oxigenoaren P uhinaren funtzioetatik eratorritako orbitaletan daude, baina gainjartzea aldamenekoari mugatzen zaio O<sub>2</sub> molekuletan. Sareko beste oxigeno-atomo batzuekiko distantziak oraindik handiegiak dira deslokalizaziora eramateko, eta unemomentu magnetikoak parekatu gabe daude.<br />
<br />
 
== Teoria ==
non:
 
-M: magnetizazioa den, [[Amperemetro|amperio]]/[[metro]]-tan (A/m) neurtzen dena
 
-X: [[Bolumen|bolumenaren]] suszeptibilitate magnetikoa den (dimentsio gabekoa)
 
-H: [[eremu magnetiko]] osagarria den (A/m)
 
-T: [[tenperatura absolutuaabsolutu]]<nowiki/>a den, [[Kelvin (unitatea)|kelvin]]<nowiki/>etan neurtua (K)
 
-C: materialaren ezaugarri den Curie-ren konstantea (K)
Curieren legea baliozkoa da magnetizazio baxuko baldintza arruntetan (μ<sub>B</sub>H ≾ k<sub>B</sub>T), baina ez da aplikatzen eremu magnetiko altuko edo tenperatura baxuko inguruan, non magnetizazio-saturazioa (μBH ≿ kBT) gertatzen den, eta dipolo magnetiko guztiak aplikatutako eremuarekin lerrokatuta dauden. Dipoloak lerrokatuta daudenean, kanpoko eremua handitzeak ez du magnetizazio osoa handituko, ezin baita lerrokatze gehiagorik egon.
 
J [[Momentu angeluar|momentu angeluarrarekinangeluarr]]<nowiki/>arekin 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>
<math>\mu_{\mathrm{eff}}\simeq 2\sqrt{S(S+1)} \mu_\mathrm{B} =\sqrt{N_{\rm u}(N_{\rm u}+2)} \mu_\mathrm{B},</math>
 
non N<sub>u</sub> elektroi desparekatuen kopurua den. Beste [[Trantsizio-metal|trantsizio metalenmetal]]<nowiki/>en [[Koordinazio konposatu|konplexuetan]], estimazio hau erabilgarria izaten da, nahiz eta gutxi gorabeherako balio bat izan.
 
== Paramagnetoen adibideak ==
“Paramagneto” deitzen zaie Curie edo Curie-Weiss legeei atxikitzen zaizkien suszeptibilitate magnetikoa erakusten dituzten materialei. Hasiera batean, parekatu gabeko spinak dituen atomoak, ioiak edo molekulak dituen edozein sistemari paramagneto dei dakioke, baina horien arteko [[Elkarrekintza elektromagnetiko|elkarrekintzak]] kontu handiz aztertu behar dira.
 
=== Gutxieneko interakzioak dituzten sistemak ===
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 [[Gas|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 [[Baztergarri (magnitudea)|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-tenperatura|giro tenperaturantenperatura]]<nowiki/>n 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.
 
Beraz, [[Egoera aldaketa|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:
 
·(Isolaturiko) zentro paramagnetikodun material molekularrak:
 
           -Honen adibide egokiak d edo f metalen [[Koordinazio konposatu|koordinazio konplexuakkonplexua]]<nowiki/>k dira, edo esandako zentrodun [[Proteina|proteinak]], [[mioglobina]], adibidez. Material hauetan, molekularen zati organikoak ondoko atomoen spinak babesten dituen estalki moduan jokatzen du.
 
           -Molekula txikiak egonkorrak izan daitezke erradikal egoeran, [[oxigeno]]<nowiki/>a (O<sub>2</sub>) adibide ona da. Horrelako sistemak arraro samarrak dira, nahiko [[Erreaktibo|erreaktiboak]] izateko joera dutelako.
 
·Sistema diluituak
 
           -[[Kontzentrazio (kimika)|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).
 
{| class="wikitable sortable"
36

edits