Металдардың магнитке тартылатынын кез келген бала біледі. Өйткені, олар көбінесе тоңазытқыштың темір есігіне магнит немесе магниті бар әріптерді арнайы тақтайшаға іліп қоятын. Дегенмен, магнитке қасықты бекітсеңіз, онда тартымдылық болмайды. Бірақ қасық да металл, неге бұлай болады? Ендеше қандай металдар магниттік емес екенін анықтайық.
Ғылыми көзқарас
Қай металдар магниттелмейтінін анықтау үшін жалпы барлық металдардың магнитпен және магнит өрісімен қандай байланысы бар екенін білу керек. Қолданылатын магнит өрісіне қатысты барлық заттар диамагнетиктерге, парамагнетиктерге және ферромагнетиктерге бөлінеді.
Әр атом оң зарядталған ядро мен теріс зарядталған электрондардан тұрады. Олар үздіксіз қозғалады, бұл магнит өрісін тудырады. Бір атомның электрондарының магнит өрістері қозғалыс бағытына қарай бірін-бірі күшейтуі немесе бұзуы мүмкін. Оның үстіне, оларға өтемақы төлеуге боладыболуы:
- Электрондардың ядроға қатысты қозғалысы нәтижесінде пайда болатын магниттік моменттері орбиталық.
- Электрондардың өз осінің айналасында айналуынан туындайтын магниттік моменттері - спин.
Барлық магниттік момент нөлге тең болса, зат диамагнетиктер деп аталады. Егер тек айналу моменттері өтелсе - парамагнетиктерге. Егер өрістер өтелмесе - ферромагнетиктерге.
Парамагнетиктер және ферромагнетиктер
Заттың әрбір атомының өзінің магнит өрісі болатын жағдайды қарастырайық. Бұл өрістер көп бағытты және бірін-бірі өтейді. Егер мұндай заттың жанына магнит қойылса, онда өрістер бір бағытта бағытталады. Заттың магнит өрісі, оң және теріс полюстері болады. Содан кейін зат магнитке тартылады және өзі магниттелуі мүмкін, яғни ол басқа металл заттарды тартады. Мәселен, мысалы, сіз үйде болат қағаз қыстырғыштарын магниттей аласыз. Әрқайсысының теріс және оң полюстері болады, тіпті магнитке қағаз қыстырғыштардың тұтас тізбегін іліп қоюға болады. Мұндай заттар парамагниттік деп аталады.
Ферромагнетиктер – магниттерге тартылатын және әлсіз өрісте де оңай магниттелетін заттардың шағын тобы.
Диамагнетиктер
Диамагнетиктерде әрбір атомның ішіндегі магнит өрістері өтеледі. Бұл жағдайда магнит өрісіне зат енгізілгенде, өрістің әсерінен электрондардың қозғалысы электрондардың дұрыс қозғалысына қосылады. Электрондардың бұл қозғалысы себеп боладымагнит өрісі сыртқы өріске қарсы бағытталатын қосымша ток. Демек, диамагнит жақын маңдағы магниттен әлсіз итереді.
Сонымен, қай металдар магниттік емес деген сұраққа ғылыми тұрғыдан келсек, жауап диамагниттік болады.
Менделеевтің элементтердің периодтық жүйесіндегі парамагнетиктер мен диамагнетиктердің таралуы
Жай заттардың магниттік қасиеттері элементтің реттік санының ұлғаюымен периодты түрде өзгеріп отырады.
Магниттерге тартылмайтын заттар (диамагнетиктер) негізінен қысқа периодта орналасады – 1, 2, 3. Қандай металдар магниттелмейді? Бұл литий және бериллий, ал натрий, магний және алюминий қазірдің өзінде парамагниттік ретінде жіктелген.
Магниттерге тартылатын заттар (парамагнетиктер) негізінен Менделеевтің периодтық жүйесінің ұзақ периодтарында орналасқан - 4, 5, 6, 7.
Алайда әрбір ұзақ периодтағы соңғы 8 элемент де диамагнит болып табылады.
Сонымен қатар, үш элемент бар - көміртегі, оттегі және қалайы, олардың магниттік қасиеттері әртүрлі аллотроптық модификациялар үшін әртүрлі.
Сонымен қатар, радиоактивтілігіне және тез ыдырауына немесе синтезделу қиындығына байланысты магниттік қасиеттерін анықтау мүмкін болмаған тағы 25 химиялық элемент аталды.
Лантанидтер мен актинидтердің (олардың барлығы металдар) магниттік қасиеттері тұрақты емес өзгереді. Олардың арасында пара- және диамагнетиктер де бар.
Олар магнитті реттелген арнайы заттарды – хром, марганец, темір, кобальт, никель,қасиеттері тұрақты емес өзгеретін.
Қандай металдар магниттік емес: тізім
Ферромагниттік, яғни жақсы магниттелетін металдар, табиғатта тек 9 ғана бар. Бұл темір, кобальт, никель, олардың қорытпалары мен қосылыстары, сонымен қатар алты лантанидті металдар: гадолиний, тербий, диспрозия, гольмий., эрбий және тулий.
Өте күшті магниттерге ғана тартылатын металдар (парамагнетиктер): алюминий, мыс, платина, уран.
Күнделікті өмірде парамагнетикті тартатын мұндай үлкен магниттер және лантанидті металдар болмағандықтан, темір, кобальт, никель және олардың қорытпаларынан басқа барлық металдар болмайды деп сенімді түрде айта аламыз. магниттерді тартады.
Сонымен, қандай металдар магнитке магниттік емес:
- парамагнетиктер: алюминий, платина, хром, магний, вольфрам;
- диамагнетиктер: мыс, алтын, күміс, мырыш, сынап, кадмий, цирконий.
Жалпы, қара металдар магнитке тартылады, түсті металдар тартылмайды деп айта аламыз.
Қорытпалар туралы айтатын болсақ, темір қорытпалары магнитті. Оларға ең алдымен болат пен шойын жатады. Қымбат монеталар да магнитке тартылуы мүмкін, өйткені олар таза түсті металдан емес, құрамында аз мөлшерде ферромагнетик болуы мүмкін қорытпадан жасалған. Бірақ таза түсті металдан жасалған зергерлік бұйымдар магнитке тартылмайды.
Қандай металдар тот баспайды және магниттелмейді? Бұл кәдімгі тағамдық тот баспайтын болаттан, алтыннан және күмістен жасалған бұйымдар.
