文档介绍：,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键的类型。(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。,由于电子等带电体的运动,会被磁化而感应出一个附加磁场H'。物质被磁化的程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关:薆肄螈蒃罿肃χ为无因次量,称为物质的体积磁化率,简称磁化率,表示单位体积内磁场强度的变化,反映了物质被磁化的难易程度。化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度,它与χ的关系为芆袂螄薁荿螀式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol-1。肇羃袈物质在外磁场作用下的磁化现象有三种:虿螈蒄第一种,物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子,即它的分子磁矩,µm=0。当它受到外磁场作用时,内部会产生感应的“分子电流”,相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线圈在磁场中产生感生电流,这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。这种物质称为反磁性物质,如Hg,Cu,Bi等。它的χm称为反磁磁化率,用χ反表示,且χ反<0。螇羄节第二种,物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子,它的电子角动量总和不等于零,分子磁矩µm≠0。这些杂乱取向的分子磁矩羂薅蕿在受到外磁场作用时,其方向总是趋向于与外磁场同方向,这种物质称为顺磁性物质,如Mn,Cr,Pt等,表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。羅腿羈但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩,因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ反之和。因|χ顺|»|χ反|,所以对于顺磁性物质,可以认为χm=χ顺,其值大于零,即χm>0。蒈肄袅第三种,物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强,而且在外磁场消失后其磁性并不消失。这种物质称为铁磁性物质。蚅芁羄对于顺磁性物质而言,摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里-郎之万公式表示:袀螈芈膂节肇式中L为阿伏加德罗常数(×1023mol-1),、k为玻尔兹曼常数(×10-23J·K-1),µ0为真空磁导率(4π×10-7N·A-2,T为热力学温度。式((2-136)可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据。罿***芆分子磁矩由分子内未配对电子数n决定,其关系如下:袂聿蒂肇薇莁式中µB为玻尔磁子,是磁矩的自然单位。µB=×10-24J·T-1(T为磁感应强度的单位,即特斯拉)。蚃膁***求得n值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型。例如,Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0。如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子,是电价络合物。其中Fe2+离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构,此时n=4。如下图所示:葿羆蒃莃膂膄如果Fe2+-离子配位体形成[)6]4-络离子,则是共价络合物。这时其中Fe2+离子的外电子层结构发生变化,n=0。见图2-64所示:薈蒅肀肃羀***显然,其中6个空轨道形成d2sp3的6个杂化轨道,-离子中的6对孤对电子,形成共价配键。,测定原理如图2所示。肈薈衿一个截面积为A的样品管,装入高度为h、质量为m的样品后,放入非均匀磁场中。样品管底部位于磁场强度最大之处,即磁极中心线上,此处磁场强度为H。样品最高处磁场强度为零。前已述及,对于顺磁性物质,此时产生的附加磁场与原磁场同向,即物质内磁场强度增大,在磁场中受到吸引力。设χ0为空气的体积磁化率,可以证明,样品管内样品受到的力为:薄肂芇***羇芅考虑到ρ=m/hA,而χ0值很小,相应的项可以忽略,。设△m0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化,△m为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化,则肅羁莇蚇袆蚆式中、g为重力加速度(·s-2)。可得袅肂螁肀芆蚀磁场强度H可由特斯拉计或CT5高斯计测量。应该注意,高斯计测量的实际上是磁感应强度B,单位为T(特斯拉),1T=104高斯。磁场强度H可由B=µ0H关系式计算得到,H的单位为A·m-1。也可用已知磁化率的莫尔氏盐标定。莫尔氏盐的摩尔磁化率与热力学温度T的关系为:薆袀***膈蚅蚆式中M为莫尔氏盐的摩尔质量(kg·mol-1)。,电流表,打开电子天平的电源,并按下“清零”按钮,毫特斯拉计表头调零,然后调节磁场强度约为100mT,检查霍尔探头是否在磁场最强处,并固定其位置,使试管尽可能在两磁头中间(磁场最强处);、干燥的空样品管,悬挂在天平一端的挂