يعرف أي طفل أن المعادن تنجذب إلى المغناطيس. بعد كل شيء ، غالبًا ما علقوا مغناطيسًا على الباب المعدني للثلاجة أو الحروف ذات المغناطيس على لوحة خاصة. ومع ذلك ، إذا قمت بتوصيل ملعقة بمغناطيس ، فلن يكون هناك أي جاذبية. لكن الملعقة معدنية أيضًا ، فلماذا يحدث هذا؟ فلنتعرف على المعادن غير الممغنطة
وجهة نظر علمية
لتحديد المعادن غير الممغنطة ، تحتاج إلى معرفة كيف يمكن لجميع المعادن بشكل عام أن ترتبط بالمغناطيس والمجال المغناطيسي. فيما يتعلق بالمجال المغناطيسي المطبق ، يتم تقسيم جميع المواد إلى مغناطيسات قطرية ومغناطيسات مغناطيسية ومغناطيسات حديدية.
تتكون كل ذرة من نواة موجبة الشحنة وإلكترونات سالبة الشحنة. إنها تتحرك باستمرار ، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا. يمكن للمجالات المغناطيسية لإلكترونات ذرة واحدة أن تعزز بعضها البعض أو تدمر ، اعتمادًا على اتجاه حركتها. علاوة على ذلك ، يمكن تعويضهميكون:
- اللحظات المغناطيسية الناتجة عن حركة الإلكترونات بالنسبة للنواة مدارية.
- اللحظات المغناطيسية الناتجة عن دوران الإلكترونات حول محورها - الدوران.
إذا كانت كل اللحظات المغناطيسية مساوية للصفر ، يشار إلى المادة على أنها مغناطيسية قطرية. إذا تم تعويض لحظات الدوران فقط - للمغناطيسات. إذا لم يتم تعويض الحقول - للمغناطيسات الحديدية.
مغناطيسات مغناطيسية و مغناطيسات حديدية
ضع في اعتبارك الحالة عندما يكون لكل ذرة مادة مجال مغناطيسي خاص بها. هذه الحقول متعددة الاتجاهات وتعوض بعضها البعض. إذا تم وضع مغناطيس بجوار هذه المادة ، فسيتم توجيه الحقول في اتجاه واحد. سيكون للمادة مجال مغناطيسي ، قطب موجب وسالب. ثم تنجذب المادة إلى المغناطيس ويمكن أن تكون ممغنطة نفسها ، أي أنها ستجذب أجسامًا معدنية أخرى. لذلك ، على سبيل المثال ، يمكنك جذب مشابك الورق الفولاذية في المنزل. سيكون لكل منها قطب سالب وإيجابي ، وسيكون من الممكن أيضًا تعليق سلسلة كاملة من مشابك الورق على مغناطيس. تسمى هذه المواد بارامغناطيسية.
المغناطيسات الحديدية عبارة عن مجموعة صغيرة من المواد التي تنجذب إلى المغناطيس ويمكن مغناطيسها بسهولة حتى في الحقول الضعيفة.
Diamagnets
في المغناطيسات القطنية ، يتم تعويض المجالات المغناطيسية داخل كل ذرة. في هذه الحالة ، عندما يتم إدخال مادة في مجال مغناطيسي ، فإن حركة الإلكترونات تحت تأثير المجال ستضاف إلى الحركة المناسبة للإلكترونات. هذه الحركة للإلكترونات سوف تسببتيار إضافي ، سيتم توجيه المجال المغناطيسي منه ضد المجال الخارجي. لذلك ، سوف يتنافر المغناطيس بضعف من المغناطيس القريب.
لذا ، إذا تعاملنا مع مسألة المعادن غير المغناطيسية من وجهة نظر علمية ، فستكون الإجابة مغناطيسية.
توزيع البارامغناطيس والمغناطيسات في نظام مندليف الدوري للعناصر
تتغير الخصائص المغناطيسية للمواد البسيطة بشكل دوري مع زيادة الرقم الترتيبي للعنصر.
المواد التي لا تنجذب إلى المغناطيس (المغناطيسات القطنية) توجد بشكل أساسي في فترات قصيرة - 1 ، 2 ، 3. ما هي المعادن غير الممغنطة؟ هذه هي الليثيوم والبريليوم ، في حين تم تصنيف الصوديوم والمغنيسيوم والألمنيوم بالفعل على أنها مغناطيسية.
المواد التي تنجذب إلى المغناطيس (البارامغناطيسات) توجد بشكل أساسي في الفترات الطويلة من النظام الدوري لمندليف - 4 ، 5 ، 6 ، 7.
ومع ذلك ، فإن العناصر الثمانية الأخيرة في كل فترة طويلة هي أيضًا مغناطيس قطني.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك ثلاثة عناصر - الكربون والأكسجين والقصدير ، والتي تختلف خصائصها المغناطيسية باختلاف التعديلات المتآصلة.
بالإضافة إلى ذلك ، تم تسمية 25 عنصرًا كيميائيًا آخر ، لا يمكن تحديد خصائصها المغناطيسية بسبب نشاطها الإشعاعي والتحلل السريع أو صعوبة التوليف.
الخصائص المغناطيسية لللانثانيدات والأكتينيدات (كلها معادن) تتغير بشكل غير منتظم. من بينها هناك كلا من المغناطيسات شبه الجزئية والأقراص.
ينتجون مواد خاصة مرتبة مغناطيسيًا - الكروم ، والمنغنيز ، والحديد ، والكوبالت ، والنيكل ،التي تتغير خصائصها بشكل غير منتظم.
المعادن غير الممغنطة: list
المغناطيسية الحديدية ، أي المعادن الممغنطة جيدًا ، لا يوجد سوى 9 في الطبيعة. هذه هي الحديد والكوبالت والنيكل وسبائكها ومركباتها ، بالإضافة إلى ستة معادن اللانثانيد: الجادولينيوم والتيربيوم والديسبروسيوم والهولميوم والإربيوم والثوليوم.
المعادن التي تنجذب فقط للمغناطيسات القوية جدًا (البارامغناطيسات): الألومنيوم والنحاس والبلاتين واليورانيوم.
نظرًا لعدم وجود مثل هذه المغناطيسات الكبيرة في الحياة اليومية التي من شأنها جذب مغناطيس ، ولا توجد معادن لانثانيد ، يمكننا أن نقول بأمان أن جميع المعادن ، باستثناء الحديد والكوبالت والنيكل وسبائكها ، لن تكون كذلك تنجذب إلى المغناطيس.
إذن ، ما هي المعادن غير الممغنطة للمغناطيس:
- البارامغناطيسات: الألومنيوم ، البلاتين ، الكروم ، المغنيسيوم ، التنغستن ؛
- Diamagnets: النحاس والذهب والفضة والزنك والزئبق والكادميوم والزركونيوم.
بشكل عام ، يمكننا القول أن المعادن الحديدية تنجذب إلى المغناطيس ، والمعادن غير الحديدية ليست كذلك.
إذا تحدثنا عن السبائك ، فإن سبائك الحديد ممغنطة. وتشمل هذه في المقام الأول الصلب والحديد الزهر. يمكن أيضًا جذب العملات المعدنية الثمينة إلى المغناطيس ، لأنها ليست مصنوعة من معادن غير حديدية نقية ، ولكنها مصنوعة من سبيكة قد تحتوي على كمية صغيرة من المغناطيس الحديدي. لكن المجوهرات المصنوعة من معدن غير حديدي نقي لن تنجذب إلى المغناطيس.
أي المعادن لا تصدأ أو ممغنطة؟ هذه عناصر عادية من الفولاذ المقاوم للصدأ والذهب والفضة.
