Każde dziecko wie, że magnesy przyciągają metale. W końcu często zawieszali magnesy na metalowych drzwiach lodówki lub litery z magnesami na specjalnej tablicy. Jeśli jednak przyczepisz łyżkę do magnesu, nie będzie atrakcji. Ale łyżka jest również metalowa, dlaczego więc tak się dzieje? Dowiedzmy się więc, które metale nie są magnetyczne.
Naukowy punkt widzenia
Aby określić, które metale nie są namagnesowane, musisz dowiedzieć się, jak ogólnie wszystkie metale mają się do magnesów i pola magnetycznego. Ze względu na przyłożone pole magnetyczne wszystkie substancje dzielą się na diamagnetyki, paramagnetyki i ferromagnetyki.
Każdy atom składa się z dodatnio naładowanego jądra i ujemnie naładowanych elektronów. Ciągle się poruszają, co wytwarza pole magnetyczne. Pola magnetyczne elektronów jednego atomu mogą się wzajemnie wzmacniać lub niszczyć, w zależności od kierunku ich ruchu. Co więcej, można je zrekompensowaćbyć:
- Momenty magnetyczne wywołane ruchem elektronów względem jądra są orbitalne.
- Momenty magnetyczne spowodowane obrotem elektronów wokół własnej osi - spin.
Jeśli wszystkie momenty magnetyczne są równe zeru, substancję nazywamy diamagnesami. Jeśli tylko skompensowane zostaną momenty wirowania - do paramagnesów. Jeśli pola nie są skompensowane - do ferromagnetyków.
Paramagnesy i ferromagnesy
Rozważmy przypadek, w którym każdy atom materii ma swoje własne pole magnetyczne. Pola te są wielokierunkowe i wzajemnie się kompensują. Jeśli obok takiej substancji zostanie umieszczony magnes, wówczas pola będą zorientowane w jednym kierunku. Substancja będzie miała pole magnetyczne, biegun dodatni i ujemny. Wtedy substancja zostanie przyciągnięta do magnesu i sama może zostać namagnesowana, to znaczy będzie przyciągać inne metalowe przedmioty. Na przykład możesz namagnesować stalowe spinacze do papieru w domu. Każdy będzie miał biegun ujemny i dodatni, a na magnesie będzie można nawet zawiesić cały łańcuch spinaczy. Takie substancje nazywane są paramagnetycznymi.
Ferromagnesy to niewielka grupa substancji, które są przyciągane przez magnesy i łatwo namagnesowane nawet w słabym polu.
Diamagnes
W diamagnesach pola magnetyczne wewnątrz każdego atomu są kompensowane. W tym przypadku, gdy substancja zostanie wprowadzona w pole magnetyczne, ruch elektronów pod działaniem pola zostanie dodany do ruchu własnego elektronów. Ten ruch elektronów spowodujedodatkowy prąd, którego pole magnetyczne będzie skierowane przeciwko polu zewnętrznemu. Dlatego diamagnes będzie słabo odpychał się od pobliskiego magnesu.
Tak więc, jeśli podejdziemy do pytania, które metale nie są magnetyczne z naukowego punktu widzenia, odpowiedź będzie diamagnetyczna.
Rozmieszczenie paramagnetyków i diamagnesów w układzie okresowym pierwiastków Mendelejewa
Właściwości magnetyczne prostych substancji zmieniają się okresowo wraz ze wzrostem liczby porządkowej pierwiastka.
Substancje, które nie są przyciągane przez magnesy (diamagnesy) są lokalizowane głównie w krótkich okresach czasu - 1, 2, 3. Które metale nie są namagnesowane? Są to lit i beryl, natomiast sód, magnez i aluminium są już sklasyfikowane jako paramagnetyczne.
Substancje przyciągane przez magnesy (paramagnesy) znajdują się głównie w długich okresach układu okresowego Mendelejewa - 4, 5, 6, 7.
Jednak ostatnie 8 elementów w każdym długim okresie to również diamagnety.
Ponadto istnieją trzy pierwiastki - węgiel, tlen i cyna, których właściwości magnetyczne są różne dla różnych modyfikacji alotropowych.
Ponadto wymieniono 25 innych pierwiastków chemicznych, których właściwości magnetycznych nie można było ustalić z powodu ich radioaktywności i szybkiego rozpadu lub trudności w syntezie.
Właściwości magnetyczne lantanowców i aktynowców (wszystkie z nich są metalami) zmieniają się nieregularnie. Wśród nich znajdują się zarówno para-, jak i diamagnesy.
Produkują specjalne substancje uporządkowane magnetycznie – chrom, mangan, żelazo, kob alt, nikiel,których właściwości zmieniają się nieregularnie.
Które metale nie są magnetyczne: lista
Ferromagnetyki, czyli metale dobrze namagnesowane, w przyrodzie jest ich tylko 9. Są to żelazo, kob alt, nikiel, ich stopy i związki, a także sześć metali lantanowców: gadolin, terb, dysproz, holm, erb i tul.
Metale przyciągane tylko przez bardzo silne magnesy (paramagnesy): aluminium, miedź, platyna, uran.
Ponieważ w życiu codziennym nie ma tak dużych magnesów, które przyciągałyby paramagnes, a także nie ma metali lantanowców, możemy śmiało powiedzieć, że wszystkie metale, z wyjątkiem żelaza, kob altu, niklu i ich stopów, nie będą przyciągają magnesy.
A więc, które metale nie są magnetyczne magnesu:
- paramagnesy: aluminium, platyna, chrom, magnez, wolfram;
- diamagnesy: miedź, złoto, srebro, cynk, rtęć, kadm, cyrkon.
Ogólnie rzecz biorąc, możemy powiedzieć, że metale żelazne są przyciągane przez magnes, a metale nieżelazne nie.
Jeśli mówimy o stopach, stopy żelaza są magnetyczne. Należą do nich przede wszystkim stal i żeliwo. Cenne monety również mogą być przyciągane przez magnes, ponieważ nie są wykonane z czystego metalu nieżelaznego, ale ze stopu, który może zawierać niewielką ilość ferromagnesu. Ale biżuteria wykonana z czystego metalu nieżelaznego nie będzie przyciągana przez magnes.
Które metale nie rdzewieją ani nie magnetyzują? Są to zwykłe artykuły spożywcze ze stali nierdzewnej, złota i srebra.
