分子的磁性fenzi de cixing

分子中电子的轨道运动、电子的自旋运动及核的自旋运动，都可看做是环绕回路流动的电荷，都会产生磁矩，相当于一个小磁体，分别称为电子的轨道磁矩、自旋磁矩和核磁矩。由于核磁矩比轨道磁矩和自旋磁矩在数量上约小3个数量级，故分子的磁矩主要是电子运动的贡献。分子中的电子有配对和未配对两种存在方式。配对的2个电子自旋方向相反，每个电子产生的磁矩正好方向相反而相互抵消，不显磁性。未配对的电子才能产生磁矩，显示磁性。分子的磁性主要是由分子中未配对电子产生的磁矩所贡献的。所有物质都有一定的磁学性质。物质的磁化强度M 与外加磁场H之比x=M/H称为磁化率。根据磁化率x的大小，可以按磁性把物质分为顺磁性、反磁性、铁磁性3种。顺磁性物质中分子有永久磁矩，在外加磁场的作用下，发生一定程度的定向排列，在物质内部产生一个与外加磁场方向相同的附加磁场，所以x>0，如二氧化锰、三氧化铬、氧分子等。反磁性物质中分子不存在永久磁矩，在外加磁场的作用下，产生诱导磁化，在物质内部产生一个与外加磁场方向相反的附加磁场，x<0，那些所有电子都已配对的分子、离子或晶体都属于这一类。铁磁性物质中原子内层具有向外伸展的未填满的电子壳层，如d轨道、f轨道，而且相邻两原子间的这些轨道相互重叠，使轨道中的未配对电子自旋平行排列起来，表现出小磁铁的性质，x呈现很大的正值，铁、钴、镍等金属就属于这 一类物质。通过测定物质的磁化率，了解分子、原子或离子中的电子排布和分子的磁矩。还可利用电子顺磁共振谱和核磁共振谱来研究物质的构造。