ما هي الكيمياء المغناطيسية

1 إجابة واحدة
مُدَرِّسة
دراسات اللغة الإنجليزية, جامعة دمشق (سوريا)

الكيمياء المغناطيسية هي دراسة الخصائص المغناطيسية للمواد، وذلك لايعني الخواص المغناطيسية، بل تدرس ما إذا كانت المادة ستجذب أو تطرد بمغناطيس، وهذا يشمل التوليف والتحليل والفهم، إن الغرض من ذلك هو تقديم فهم أساسي لطبيعة هذه الكيمياء. وتنشأ المغنطة من الشحنات المتحركة، كالتيار الكهربائي في لفائف من الأسلاك، ففي مادة لاتحتوي على تيار حالي لاتزال هناك تفاعلات مغناطيسية. تتكون الذرات من جسيمات مشحونة هي بروتونات والكترونات وهي تتحرك باستمرار، والعمليات التي تخلق المجالات المغناطيسية في الذرة هي:

  • النواة الدوارة: بعض النوى كذرة الهيدروجين، لها دوران صافي يخلق مجالاً مغناطيسياً.
  • الالكترون الدوار: يحتوي الالكترون على حالتين من الدوران؛ الدوران العلوي أو الدوران صعوداً والدوران هبوطاً أو ألفا وبيتا.
  • الحركة المدارية الالكترىونية: يوجد مجال مغناطيسي بسبب تحرك الالكترون حول النواة.

تتفاهل كل من هذه المجالات المغناطيسية مع بعضها ومع المجالات المغناطيسية الخارجية، لكن إن بعض التفاعلات قوية وبعضها الآخر لايكاد يذكر. كما يتم استخدام قياس التفاعلات مع الدورات أو اللفات النووية لتحليل المركبات في الرنين المغناطيسي النووي، ومطياف الرنين الالكتروني، وفي معظم الحالات يكون للتفاعل مع الدورات النووية تأثير طفيف للغاية.

تعتبر التفاعلات بين الدورات أمر جوهري لإلكترون وجين داخلي لإلكترون آخر أقوى بالنسبة للعناصر الثقيلة جداً مثل الأكتينيدات، وهذا مايسمى باقتران الدوران، وبالنسبة لهذه العناصر؛ يمكن للإقتران تغيير مستويات الطاقة المدارية الالكترونية. إن التأثيرات الميكروسكوبية كإنجذاب قطعة حديد إلى مغناطيس بار، ترجع بشكل أساسي لعدد الإلكترونات الغير مزاوجة في المركب وترتيبها، تسمى تلك الحالات المختلفة المحتملة بالحالات المغناطيسية للمادة.

الحالات المغناطيسية للمادة:

  • Diamagnetic: هو مركب مغناطيسي يحتوي على جميع دوراته الالكترونية المقترنة مما يقدم دوران إضافي بقيمة صفر، ويتم طرد المركبات ثنائية المغناطيسية بشكل ضعيف بواسطة المغناطيس.
  • Ferromagnetic: في مادة مغناطيسية حديدية، هناك الكترونات غير مفترنة يتم تثبيتها بمحاذاة عملية تعرف بالإقتران المغناطيسية، حيث تنجذب المركبات المغناطيسية الحديدية كالحديد بقوة المغناطيس.
  • Ferrimagnet: تحتوي المركبات المغناطيسية على دورات أو لفات الكترونية غير مزدوجة،يتم الاحتفاظ بها مع بعضها غي نمط للأعلى وبعضها للأسفل، يعرف هذا بالاقتران المغناطيسي، ففي مركب مغناطيسي هناك المزيد من الدورات التي تدور في اتجاه واتحد، لذئلك ينجذب المركب للمغناطيس.
  • Antiferromagnetic: او مضادات المغنطيسية، عندما يتم الاحتفاظ بالإلكترونات الغير مقترنة في محاذاة عدد متساوي من الدورات في كل اتجاه، فيتم طرد المادة بقوة المغناطيس، ويشار إلى هذا بمضاد المغناطيس.
  • الموصلات الفائقة: يتم صد الموصلات الفائقة بواسطة المجالات المغناطيسية لأن المجال المغناطيسي مستبعد من المرور عبرها، وتستنخدم خاصية هذه الموصلات الفائقة المسماة تأثير ميسنر لاختبار وجود حالة فائقة التوصيل، ولاتزال النظرية الأساسية لكيفية ظهور الموصلات الفائقة مسألة بحث كبيبر ونقاش .

وبالحديث عن التفاعل بالمجال المغناطيسي؛ يُعطى المجال المغناطيسي الرمز Hوهو متجه حيث يكون للمجال اتجاه وحجم، بالنسبة لهذه المسألة يمكن النظر فقط للتفاعلات في بعد واحد مما يجعل H والكميات الأخرى التي ستحددها المقاييس. هذا يعطينا نتائج لمجال مغناطيسي متجانس وهو تقريب جيد جداً للطريقة للتي يتم عبرها تنفيذ معظم قياسات الخصائص المغناطيسية.

عادةً يُعطى حجم المجال المغناطيسي بوحدات غاوس أو تسلا حيث أن 1 تسلا يساوي 10000 غاوس. عندما يتم وضع مادة في مجال مغناطيسي سيكون المجال المغناطيسي داخل المادة عبارة عن مجموع المجال المغناطيسي الخارجي والمجال المغناطيسي الناتج عن المادة نفسها، يسمى المجال المغناطيسي في المادة بالحث المغناطيسي ويعطى الرمز B لهذه الصيغة.

أكمل القراءة

0

هل لديك إجابة على "ما هي الكيمياء المغناطيسية"؟