В задачке такое встретилось, поискал в интернете все равно нечего не понял.
Ну есть ответ сложный, и есть ответ простой
Простой ответ:
Вещества, которые втягиваются в магнитное поле “парамагнитные”, которые выталкиваются “диамагнитные”.
У которых есть неспаренные электроны, они втягиваются т.е. парамагнитные, у которых электроны спаренные, они диамагнитные и выталкиваются.
Примеры:
Диамагнитные \ce{H2O, CH4, H2SO4, NaCl}
Парамагнитные \ce{NO2, NO, O2, K3[Fe(CN)6] }
Ответ посложнее:
Магнитное поле влияет на энергию тела, парамагнитные вещества понижают энергию, диамагнитные вещества повышают свою энергию.
С точки зрения термодинамики в работу внешних сил можно засунуть намагниченость M и магнитное поле H
При малых полях, намагниченность тел можно считать линейно зависимой от внешнего поля
M=\chi_mH где \chi_m магнитная восприимчивость. Для диэлектриков она отрицательна (они делают поле в обратную сторону от внешнего), для парамагнетиков положительная (они делают поле в ту же сторону).
Почему так? Ну давай возьмем атом, и посмотрим что с ним в магнитном поле происходит, если у тебя однородное магнитное поле H по оси z
То гамильтониан атома в этом поле
\hat H_0 — гамильтониан атома вне поля
[r_a \hat p_a] — момент импульса электрона под номером a обозначается он \hbar \hat L
\hat S — суммарный спин всех электронов
\frac{e \hbar}{2mc} — это магнетон Бора \mu_B
Поэтому
Как видно, в магнитном поле, если у атома есть электроны неспаренные, то он может свои вектора спина и момента импульса повернуть таким образом, чтобы энергия системы уменьшилась. А вот если атом имеет все электроны спаренными то у него S=L=0, и последнее слагаемое как не крути, а оно положительное будет и энергия будет выше. В целом видно, что диамагнитный эффект есть у всех атомов и он на порядки слабее чем парамгнитный. Поэтому диамагнитные вещества крайне слабо выталкиваются, а парамагнитные заметно притягиваются.
Магнитный момент получается будет у диамагнитного атома всегда направлены против поля.
С этим связан эффект Земана
Я мог натупить со знаками, т.к. у электрона отрицательный заряд, и я вечно забываю об этом
Илья повышает уровень контента на аске до космического уровня