PROPRIETILE MAGNETICE ALE MOLECULELOR Proprietatile magnetice ale compusilor chimici sunt determinate de structura moleculara, de care depind interactiile momentelor magnetice, electronice sau nucleare cu campul exterior.Magnetochimia studiul corelatiilor intre structura moleculara si comportarea in camp magneticOriginea magnetismului: Miscarea orbitala a electronilorSpinul electronic si nuclear

PROPRIETILE MAGNETICE ALE MOLECULELOR Intensitatea de magnetizare = momentul de dipol magnetic indus in unitatea de volum a unui compus Susceptibilitatea magnetic Sub aciunea unui cmp magnetic extern un mediu izotrop se polarizeaz magnetic:

Legtura dintre inducia magnetic, susceptibilitatea i permeabilitatea magnetic

INTERPRETAREA ELECTRONIC A DIAMAGNETISMULUIDiamagnetismul- o proprietate general a compuilor chimici- poate fi pus n eviden numai la compusii cu paramagnetism nul

Sunt diamagnetice substanele formate din atomi, ioni sau molecule n care toielectronii sunt cuplati, adic au spinii antiparaleli doi cte doi.

In absena unui cmp magnetic extern, momentele magnetice a doi electroni cu spin opus se compenseaz integral. Ca urmare, atomii, ionii i moleculele cu numr par de electroni nu au moment magnetic permanent.

In prezena unui cmp magnetic, electronii efectueaz pe lng micarea orbital i o micare de precesie Larmor n jurul axei cmpului magnetic.Viteza unuia din electonii cuplai crete cu viteza unghiular Larmor i a celuilalt scade cu viteza Larmor. Ca urmare, momentele lor magnetice nu se mai compenseaz reciproc. Conform legii lui Lentz, din electrodinamica clasic, apare un moment magnetic indus de sens opus cmpului magnetic inductor. Deorece momentul magnetic indus este de semn opus cmpului magnetic aplicat, inducia magnetic a cmpului magnetic din substanele diamagnetice, B, este mai mic dect intensitatea cmpului magnetic in vid, H. Prin urmare, in substanele diamagnetice: B

Interpretarea electronic a diamagnetismului

Electronii cu spin antiparalel se resping electrostatic i se atrag magnetic.Atracia magnetic prin cuplaj spin-sin a electronilor cu spini antiparaleli explic stabilitatea legturilor chimice covalente de tip i .Respingerea electrostatic a electronilor cu spini anti-paraleli explic tendina legturilor de a forma ntre ele unghiuri maxime, de 1200 n plan, i de 109028 n spaiu.

Prezint proprieti diamagnetice:- gazele rare- ionii monoatomici cu nveli exterior de gaz rar- ionii metalelor tranziionale cu substraturi interioare d i f ocupate complet cu electroni- ionii compleci cu electroni cuplai n orbitalii de legtur sau de nelegtur

SUSCEPTIBILITATEA DIAMAGNETIC

(cm3mol-1) (cm3mol-1) (cm3mol-1)

Susceptibilitatea molar diamagnetic prezint urmtoarelecaracteristici:

este o mrime ntotdeauna negativ;are valori reprezentative de cca. (-1.10-6) cm3 mol-1 ;depinde de numerele cuantice;depinde de razele orbitelor electronice;crete cu numrul total de electroni din atomi sau molecule;este independent de temperatur;nu depinde de densitatea compusului chimic;reprezint corespondentul polarizrii de inducie a dielectricilor n cmp electric.

PARAMAGNETISMConfirmarea experimental a existenei spinului electronic

. INTERPRETAREA ELECTRONIC APARAMAGNETISMULUIParamagnetismul, spre deosebire de diamagnetism, este o proprietate caracteristic substanelor ce conin n molecul electroni necuplai (desperecheai). El este asociat momentelor magnetice permanente din atomi, ioni sau molecule cu unul sau mai muli electroni situai pe orbitali incomplet ocupai.Fiecare electron necuplat dintr-un atom, ion sau molecul prezint un moment magnetic orbital i un moment magnetic de spin.In sistemele formate dintr-un numar mare de atomi, ioni sau molecule momentele magnetice orbitale ale electronilor se anuleaz complet sau se manifest n proportie redus.Ca i diamagnetismul, paramagnetismul orbital este independent de temperatur. De aceea este denumit paramagnetism independent de temperatur i se noteaz cu acronimul T.I.P.Efectul paramagnetic de spin al unui singur electron necuplat este de mii de ori mai mare dect efectul diamagnetic al tuturor electronilor cuplai dintr-un atom, ion sau molecul.

SUSCEPTIBILITATEA PARAMAGNETICAtomii, ionii i moleculele care prezint unul sau mai multi electroni necuplati au un moment magnetic permanent. In absena unui cmp magnetic extern, momentele magnetice ale acestora sunt orientate haotic. Ca urmare, n absena unui cmp magnetic exterior, suma momentelor magnetice din unitatea de volum este zero. In prezena unui cmp magnetic extern, momentele magnetice permanente tind s se alinieze paralel sau antiparalel cu cmpul magnetic aplicat. Orientarea paralel este preferat orientrii antiparalele. Ca urmare, inducia cmpului magnetic din substanele paramagnetice, B, este mai mare dect intensitatea cmpului magnetic n vid, H. Prin urmare, n substanele paramagnetice: B>H.Gradul de aliniere al momentelor magnetice permanente depinde de temperatur, deoarece agitaia termic se opune orientrii momentelor magnetice pe direcia cmpului.

Conform statisticii Boltzmann, momentul magnetic mediu al unui atom, ion sau molecul pe direcia cmpului magnetic aplicat este :

Ecuaia de mai sus red principalele caracteristici ale susceptibilitii paramagnetice de spin:este condiionat de existena n atomi, ioni sau molecule a unui moment magnetic permanent i variaz proporional cu ptratul valorii medii a acestuia;spre deosebire de susceptibilitatea diamagnetic, depinde de temperatur: scade liniar cu creterea temperaturii, care favorizeaz perturbarea orientrii dipolilor permaneni n cmp. Acest efect se datoreaz intensificrii agitaiei termice n stare fluid, odat cu creterea temperaturii.Dependena de temperatur a susceptibilitii paramagnetice este o proprietate care difereniaz net paramagnetismul de spin de diamagnetism i de paramagnetismul orbital, independent de temperatur, TIP.

i ECUAIA CURIE. K:Cteoretic = 0,380Cexp = 0,372

i ECUAIA CURIE - WEISS

Feromagnetism i antiferomagnetism

SUSCEPTIBILITATEA MOLAR TOTAL

CALCULUL TEORETIC AL MOMENTULUI MAGNETIC PERMANENT

Numere efective de magnetoni Bohr (pef) pentru unii ioni ai primei grupe de tranziie

IoniNpef experimentalTi3+11.731,77-1,79V4+1,77-1,79Cu2+1,80-2,20V3+22,832,76-2,85V2+33,873,81-3,86Cr3+3,68-3,86Mn4+4Co2+4,4-5,2Cu+000Zn2+0

DETERMINAREA EXPERIMENTAL A SUSCEPTIBILITII MAGNETICE. METODA GOUY

Nr. crt.Compusul (10-6) (10-5 cm3mol-1)1.H2O-90-1602.NaCl(S)-13,9-393.Cu(S)-9,6-6,8

APLICAIILE DETERMINRILOR DE SUSCEPTIBILITATE MAGNETIC Aplicaiile determinrilor de susceptibilitate diamagnetic a. Confirmarea unor configuraii moleculare propuse pentru unii compui organici n compuii organici cu diferite particulariti de structur (legturi multiple, cicluri cu numr diferit de atomi)

b. Aprecierea caracterului aromatic la compui organici cu exaltaie de susceptibilitate (care constituie un criteriu al caracterului aromatic).c. Evidenierea delocalizrii electronice accentuate pe baza a anizotropiei susceptibilitii diamagnetice manifestat la anumii compui n stare solid.