Paramagnetismo
Il paramagnetismo è una forma di magnetismo che alcuni materiali mostrano solo in presenza di campi magnetici, e si manifesta con una magnetizzazione avente stessa direzione e verso di quella associata al campo esterno applicato al materiale paramagnetico stesso.
I materiali paramagnetici sono caratterizzati a livello atomico da dipoli magnetici che si allineano con il campo magnetico applicato, venendone debolmente attratti.
Descrizione
[modifica | modifica wikitesto]In particolare il paramagnetismo si osserva in quei materiali le cui molecole posseggono un momento di dipolo magnetico proprio, quindi si ha un effetto prevalentemente dovuto a polarizzazione magnetica per orientamento e trascurabile precessione di Larmor, come l'aria e l'alluminio. Nel caso dell'aria, l'effetto paramagnetico è a carico della molecola di ossigeno che possiede doppietti elettronici spaiati negli orbitali esterni responsabili dell'effetto. È per tale ragione che è possibile ritrovare ossigeno anche nelle profondità della terra (caverne verticalmente molto lunghe) e disciolto nell'acqua di mare anche oltre i 5000 metri.
Contrariamente ai materiali ferromagnetici (che pure sono attratti da campi magnetici), i materiali paramagnetici non conservano la magnetizzazione in assenza di un campo esterno applicato.
La relazione che lega i vettori e è lineare:
dove è la Magnetizzazione del materiale, è il campo magnetico che investe il materiale e è la suscettività magnetica che per materiali paramagnetici è un numero puro positivo[1] inversamente proporzionale alla temperatura. Le altre relazioni sono:
dove è la permeabilità magnetica assoluta e la permeabilità magnetica relativa al materiale.
Esempi di sostanze paramagnetiche
[modifica | modifica wikitesto]Esempi di composti paramagnetici
[modifica | modifica wikitesto]Molti ioni metallici sono dotati di proprietà paramagnetiche, anche alcuni non appartenenti al corrispettivo metallo con la stessa proprietà. Tra questi vi sono gli ioni manganese bi- e tetra-valenti (Mn2+/ Mn4+), lo ione cromo trivalente (Cr3+), lo ione nichel bivalente (Ni2+) e tutti gli ioni trivalanti delle terre rare (come neodimio, gadolinio, terbio, disprosio, olmio, europio e tulio).
Molti complessi di coordinazione sono altresì dotati di questa proprietà. Alcuni esempi sono:
- esafluoruro di nichel (NiF6)2-
- esafluoruro di cromo (CrF6)4-
- tetracloruro di ferro (FeCl4)2-
- esafluoruro di cobalto (CoF6)3-
- octafluoruro di tantalio (TaF8)3-
- octacianuro di molibdeno (Mo(CN)8)4-
Anche solfuri di metalli come vanadio monosolfuro ed octasolfuro (VS e V7S8), titanio trisolfuro (Ti2S3) e molibdeno disolfuro (MoS2) possiedono proprietà simil-metalliche e sono paramagnetici. Tra le leghe metalliche, escludendo quelle che contengono ferro, nichel e cobalto, vi sono il nitruro di tantalio (TaN), il tellururo di vanadio (V4Te5) e l'arseniuro di nichel coordinato con ioduro di cadmio (NiAs/CdI2) che risultano paramagnetiche. Infine, anche l'acciaio inossidabile di tipo austenitico presenta caratteristiche paramagnetiche.
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ (EN) IUPAC Gold Book, "paramagnetic" Archiviato il 16 marzo 2012 in Internet Archive.
Bibliografia
[modifica | modifica wikitesto]- Corrado Mencuccini, Vittorio Silvestrini, Fisica II, Napoli, Liguori Editore, 2010, ISBN 978-88-207-1633-2.
- (EN) John D Jackson, Classical Electrodynamics, 3rd Edition, Wiley, 1999, ISBN 0-471-30932-X.
- (EN) Griffiths, David J., Introduction to Electrodynamics (3rd ed.), Prentice Hall, 1998, ISBN 0-13-805326-X.
Voci correlate
[modifica | modifica wikitesto]- Campo magnetico
- Diamagnetismo
- Ferromagnetismo
- Magnetismo nella materia
- Superparamagnetismo
- Ghiaccio di spin
Altri progetti
[modifica | modifica wikitesto]- Wikizionario contiene il lemma di dizionario «paramagnetismo»
- Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su paramagnetismo
Collegamenti esterni
[modifica | modifica wikitesto]- (EN) paramagnetism, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
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