Magnetické vlastnosti prvků a dipólový moment

Dipólový moment

• Dipólový moment μ je definován jako součin parciálního náboje na kladně nabitém atomu a mezijaderné vzdálenosti: μ = ⃗ δ.l [C.m]

Magnetické vlastnosti prvků

• Podle chování v magnetickém poli rozlišujeme látky:
  • diamagnetické (vypuzují magnetické pole)
  • paramagnetické (jsou přitahovány vnějším magnetickým polem)
  • feromagnetické (jsou schopné si udržet magnetismus i v nepřítomnosti magnetického pole)
  • ferimagnetické (mají menší část spinů orientovanou opačným směrem než působí magnetické pole)
  • antiferomagnetické (mají magnetické domény, ale ty jsou orientovány opačně a navzájem se nulují)

Diamagnetické látky

• Diamagnetické látky obsahují atomy, které neobsahují nepárové elektrony
• Ideálními diamagnetiky jsou supravodiče I. typu
• Diamagnetické jsou zlato, měď nebo rtuť

Paramagnetické látky

• Paramagnetické látky obsahují atomy, které mají nepárové elektrony
• Jsou přitahovány vnějším magnetickým polem
• Příkladem je hliník, vápník nebo hořčík

Feromagnetické látky

• Feromagnetické látky jsou složeny z paramagnetických atomů uspořádaných do magnetických domén
• Ty jsou orientovány náhodně, ale v přítomnosti magnetického pole se všechny orientují shodně s vnějším polem
• Dokáží si udržet magnetismus i v nepřítomnosti magnetického pole

Ferimagnetické látky

• Ferimagnetické látky mají menší část spinů orientovanou opačným směrem než působí magnetické pole
• Mají také vyšší elektrický odpor než feromagnetické látky
• Příkladem je Fe2O3 nebo MnO

Antiferomagnetické látky

• Antiferomagnetické látky mají také magnetické domény, ale ty jsou orientovány opačně a navzájem se nulují
• Po překročení tzv. Néelovy teploty se mění na paramagnetické látky
• Většina látek vykazuje antiferomagnetismus za nízkých teplot

Multiplicita

• Multiplicita popisuje počet nepárových elektronů v komplexu
• Je dána vztahem: M = 2S + 1, kde S je celkový spin komplexu

Štěpení v oktaedrickém poli

• Orbitaly 𝑒𝑔 si zvýší energii oproti neštěpeným d-orbitalům a orbitaly 𝑡2𝑔 si ji naopak sníží
• Rozdíl mezi energetickými hladinami označujeme jako stabilizační energii oktaedrického pole (Δ𝑂)

Štěpení v tetraedrickém poli

• Komplex se skládá z centrálního atomu a čtyř ligandů, které jsou umístěny ve vrcholech tetraedru
• Štěpení orbitalů je opačné, 𝑒𝑔 jdou energeticky dolů a 𝑡2𝑔 nahoru
• Síla tetraedrického pole (Δ𝑡) je menší než polovina oktaedrického pole (přesně jde o 4/9Δ𝑂)

Periodická soustava prvků

• Prvky jsou uspořádány podle vzrůstajícího atomového čísla
• Jsou uspořádány do skupin a period

Teorie krystalového pole (CFT)

• Popisuje vazebné poměry v koordinačních sloučeninách
• Interakce mezi ligandem a centrálním kovem je popisována pomocí elektrostatiky, ligandy jsou chápány jako negativní bodové náboje a kov jako kladný náboj