文档介绍：磁化率的测定
08应用化学(2)班 scau
实验目的
，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。
实验原理

物质在外磁场Ho作用下，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％表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关:
W=4^ZH0
%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加表示磁化程度，它与％的关系为
P
式中M、p分别为物质的摩尔质量与密度。加的单位为n?・mol T。
物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：
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，gm=0o 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。它的加称为反磁磁化率，用％反表不，且咒反＜0。
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，分子磁矩闷#0。这些杂乱取向的分子磁矩
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咒顺表示。
但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的加是顺磁磁化率％顺。与反
磁磁化率％反之和。因bU»bul，所以对于顺磁性物质，可以认为加二％顺，其值大于零，即加>0。
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。
对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩Rm关系可由居里一郎之万公式表
不：
3kT
式中L为阿伏加德罗常数( xlO^moF1)^ k为玻尔兹曼常数(「1), 皿为真空磁导率(4”<10一7NA3 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。
分子磁矩由分子内未配对电子数n决定，其关系如下:
= 也(” + 2)
式中曲为玻尔磁子，是磁矩的自然单位。gB= xlO ^J-T ^T为磁感应强度的单位, 即特斯拉)。
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，Fe?+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s°4p°o如以它作为中心离子与6个H20配位体形成 [Fe(H20)6]”络离子，是电价络合物。其中Fe?+离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构，此时n=4o如下图所示：
Fe"在自由离孑状态下的外层电/结构
如果Fe?+离子与6个CN_离子配位体形成[Fe(CN)6]4-络离子，则是共价络合物。这时其中Fe?+离子的外电子层结构发生变化，n=0o见图2-64所示：
祁 C <^>0(
Fe2*外层电子结构的蒯I
显然，其中6个空轨道形成d'sp?的6个杂化轨道，它们能接受6个CN一离子中的6