МАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ В ХИМИИ (1097123)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

МАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ В ХИМИИЭлектрон, нуклоны → магнитные моменты (µ)Движущиеся заряженные частицы → магнитное полеМетодыисследованияСтатические:восприимчивость,намагниченностьРезонансные(ЯМР, ЭПР)Рассеяниенейтронов,мюоновИзмеряется магнитный момент образца (макроскопический)в постоянном, переменном магнитных поляхµ(ядерн.) << µ(электр.) → магнитные свойства определяются электронами1Основные определенияH=0H≠0H↑pmpmpm – магн. моментpmpmобразца материалаM – намагниченностьферро-,СПM = pm/Vпара-,ферро-диа-χ – магнитнаяпара(анизотр.)восприимчивостьдиа-, пара- : M ~ H, χ = M/H, χуд = Mуд/H, χмол = χудMrMуд = pm/mСГС: B = (1+4πχ)H = ηH, в вак.

B = H, η = 1, χ = 0В переменном поле χдин = χ’ - iχ’’ДиамагнетизмПарамагнетизмэл. оболочки в атомах, эл. газ в металлахналичие µ у неспар. эл-нов,эл. газ в металлахχуд ~ -10-6 см3/гχуд ~ 10-6 – 10-3 см3/гФерро(ферри-)магнетизмупорядочение атомных µСверхпроводимостьэл-ные пары, бозэ-конденсацияχуд >> 1; χ = f(H)B = 0; 4πχ = -12Методы измерения магнитных характеристикМетод ГуиSNF=(m/2l)χудH2, χуд>10-8Вибромагнетометр↓↑ f~1 кГцSВесы ФарадеяSNF=mχудHdH/dz, χуд>10-7∆U~mχудfH0, χуд>10-5Сквид-магнетометр↓↑χуд~ nФ0/(mH), χуд>10-9N∆U~mχудfH, χуд>10-6Индукционный методжидкий гелий3Температурнозависимый парамагнетизмЭлектроны – l, s. Атом, ион → неспаренные эл. → µэфф [µB], µB=eћ/2mec – магнетон Бора2χмол=Nµэфф/3kTМногоэлектронный атом, ионχмол=С/T, чаще χмол=С/(T-θ)χL=Σli → орбитальный µ =gLLµB, S=Σsi → спиновый µ =gSSµBОсновное состояние: S=max, L=maxСпин-орбитальное взаимодействие (λ): J=L+SКрист.

поле (∆) → расщепление d-орбиталей →замораживание L → нередко µэфф определяется ST1/χtgα=1/CθTЧисто спиновый: µэфф=g[S(S+1)]1/2µB, g≈2Многие соединения 3d-, 4d-элементовОрбитальный вклад: µэфф=[L(L+1)+4S(S+1)]1/2µBСвободные атомы, ионы при высоких T (|λ|<<kT)Полный: µэфф=g[J(J+1)]1/2µB,g=1+[J(J+1)-L(L+1)+S(S+1)]/2J(J+1)Соединения 4f-элементов (|λ|>>kT)∆~kT, λ~kT, обмен. взаимод.

→ µэфф=f(T)Измерение χ(T): число неспар. эл-нов, степень окисления, содержание иона металла,низко- или высокоспиновый комплекс, симметрия координационной сферы4Обменное взаимодействие+Перекрывание орбиталей – знак обмена:ферро- антиферроненулевое (ll) – антиферро-–++пара-+–––нулевое (⊥) – ферро-Сверхобмен – через мостиковые атомы (напр. Fe-O-Fe в Fe3O4)M-X-M: линейный – dz2 ll pz ll dz2 – анитферро-; угол 90o – dz2 ll pz ⊥ py ll dz2 – ферроОбменные кластеры – взаимодействие между несколькими атомамиМодель ГДВФ. Димеры A --- B.E(S)=-J[S(S+1)-SA(SA+1)-SB(SB+1)];SA=SB=3/2E2JJ>0 – ферро-,S=0J<0 – антиферроS=3S=14JS=26JS=2S=1S=3S=05Обменные димеры0.03200Димер,SbB=1/2= 1/2Димер,SSaA==S[Cu(L)OH]2X21002J = 7790 - 79.5θ0-1-13-100-200-300OH-4000.01-1J = -200 смCu-5000501001502002509698100102104Угол Cu-O-Cu (θ), град300Температура, К1100при kT>>lJl χмол=С/(T-θ)θ <0 → J<0, θ >0 → J>0nJ=-kTmClClCl1000900SAnSAn1/21.2524.3312.055/25.763/23.09ClMoMo ClClClClCl3-800-10.00CuOH-600-2J, смχмол, см /гJ = -50 cm2J, смTm0.02700600-8-2J ~ R500400Eсвязи Mo-Mo = 50 - 100 кДж/моль3002.502.552.602.652.702.752.802.85Расстояние Mo - Mo (R), Å6Ферро- и антиферромагнетизмДальний порядок атомных магнитных моментовJ>0 ↑↑↑↑↑↑↑↑Ферромагнетик (Ф):Антиферромагнетик (АФ): J<0 ↑↓↑↓↑↓↑↓Ферримагнетик:J<0 ↑↑↓↑↑↓↑↑Слабый ферромагнетик:J<0χχферро-,ферри-антиферро-TTNMrxТемператураупорядочения:температураКюри TC (Ф),Нееля TN (АФ)ферро-,ферри-TCTχдинTCT >TC,TN χ = C/(T-θ)θ <0 – АФθ >0 – Ф, TC≈θTферро-,ферри-TCT7Ферромагнетики, ферримагнетикиMMsMrHcДоменная структура:- обменная энергия- магнитокрист.

анизотропия- магнитострикция- магнитостатическая энергияHSrFe12O19При T→0 Ms (мол)=Σµат=Nµмол, µмол=2Sоднодоменнаямногодоменная8642суперпарамагнитнаяМатериал – микроструктура –Hc, η, Mr, Ms, магнитная энергия HB.Коэрцитивнаясила,кЭCoercive force(kOe)100010110210310410510Particlesize (nm)Размерчастицы,нмКритический размер (объем)8СверхпроводникиВ малых полях B = 0, 4πχ = -14πχ4πχ0χ’0объемныйматериалтонкийпорошок4πχдинполый цилиндр-1FCZFC-1-1Tс103TBi-2212, T=5Kпластина, d=1 мм20M, см /гχ’’∆M0-10-20TTМожно определить: Tс, Hc1, Hc2, Hirr, JcМодель Бина:Jc=(10/4π)dH/dxцилиндр: Jc=30∆M/dпластина: Jc=20∆M/ddHdx-40000 -200000B, Гаусс20000400009.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций