Paramagnetismo

El paramagnetismo es una forma de magnetismo que algunos materiales muestran solo en presencia de campos magnéticos , y se manifiesta con una magnetización que tiene la misma dirección y dirección que la asociada con el campo externo aplicado al propio material paramagnético .

Los materiales paramagnéticos se caracterizan a nivel atómico por dipolos magnéticos que se alinean con el campo magnético aplicado, siendo débilmente atraídos por él.

Descripción

En particular, el paramagnetismo se observa en aquellos materiales cuyas moléculas tienen su propio momento dipolar magnético , por lo que existe un efecto debido principalmente a la polarización magnética por orientación y precesión de Larmor despreciable , como el aire y el aluminio . En el caso del aire, el efecto paramagnético lo lleva la molécula de oxígeno que tiene dobletes de electrones desapareados en los orbitales externos responsables del efecto. Es por ello que es posible encontrar oxígeno incluso en las profundidades de la tierra (grutas muy largas verticalmente) y disuelto en el agua del mar incluso más allá de los 5000 metros.

A diferencia de los materiales ferromagnéticos (que también son atraídos por los campos magnéticos), los materiales paramagnéticos no retienen la magnetización en ausencia de un campo externo aplicado.

La relación que une los vectores y es lineal: ${\ vec M}$ ${\ ver H}$

{\ vec M} = \ chi _ {m} {\ vec H}

donde es la Magnetización del material, es el campo magnético que invierte el material y es la susceptibilidad magnética que para materiales paramagnéticos es un número positivo puro [1] inversamente proporcional a la temperatura. Las otras relaciones son: ${\ vec M}$ ${\ ver H}$ $\chi_{m}$

{\ vec H} = {\ frac {{\ vec B} - \ mu _ {0} {\ vec M}} {\ mu _ {0}}}

{\ vec B} = \ mu _ {0} {\ vec H} (1+ \ chi _ {m}) = \ mu {\ vec H}

donde es la permeabilidad magnética absoluta y la permeabilidad magnética relativa al material. $\ mu = \ mu _ {0} (1+ \ chi _ {m}) = \ mu _ {0} \ mu _ {r}$ $\ mu _ {r} = 1 + \ chi _ {m}$

Ejemplos de sustancias paramagnéticas

Ejemplos de compuestos paramagnéticos

Muchos iones metálicos tienen propiedades paramagnéticas, incluso algunos que no pertenecen al metal correspondiente con la misma propiedad. Entre estos se encuentran los iones de manganeso bivalente y tetravalente (Mn 2+ / Mn 4+ ), el ion de cromo trivalente (Cr 3+ ), el ion de níquel divalente (Ni 2+ ) y todos los iones trivalentes de tierras raras ( como neodimio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, europio y tulio).

Muchos complejos de coordinación también están dotados de esta propiedad. Algunos ejemplos son:

hexafluoruro de níquel (NiF 6 ) 2-
hexafluoruro de cromo (CrF 6 ) 4-
tetracloruro de hierro (FeCl 4 ) 2-
hexafluoruro de cobalto (CoF 6 ) 3-
octafluoruro de tantalio (TaF 8 ) 3-
octacianuro de molibdeno (Mo (CN) 8 ) 4-

Los sulfuros metálicos como el monosulfuro y el octasulfuro de vanadio (VS y V7S8), el trisulfuro de titanio (Ti 2 S 3 ) y el disulfuro de molibdeno (MoS 2 ) también poseen propiedades similares a las de los metales y son paramagnéticos. Entre las aleaciones metálicas, excluyendo las que contienen hierro, níquel y cobalto, se encuentran el nitruro de tantalio (TaN), el telururo de vanadio (V 4 Te 5 ) y el arseniuro de níquel coordinado con yoduro de cadmio (NiAs/CdI 2 ) que son paramagnéticos. Finalmente, el acero inoxidable austenítico también tiene características paramagnéticas.

Notas

^ IUPAC Gold Book, "paramagnético" Archivado el 16 de marzo de 2012 en Internet Archive .

Bibliografía

Corrado Mencuccini, Vittorio Silvestrini, Física II , Nápoles, Liguori Editore, 2010, ISBN 978-88-207-1633-2 .
( EN ) John D Jackson, Electrodinámica clásica , 3ª edición, Wiley, 1999, ISBN 0-471-30932-X .
Griffiths, David J., Introducción a la electrodinámica (3.ª ed.) , Prentice Hall, 1998, ISBN 0-13-805326-X .

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Enlaces externos

( EN ) Paramagnetismo , en Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.