实验一磁化率的测定
磁化率的测定实验报告
1. 实验目的
1.1 掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。
1.2 测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
2. 实验原理 2.1 磁化率
物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度 H ′ 与外磁场强度 H 之和称为该物质的磁感应强度 B ，即
B = H + H′ (1)
H ′与H 方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H ′比H 大得多（H ′ / H ）高达10 4，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。
物质的磁化可用磁化强度I 来描述，H ′ =4πI 。对于非铁磁性物质，I 与外磁场强度H 成正比
I = KH (2)
式中，K 为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。在化学中常用 单位质量磁化率m χ或摩尔磁化率M χ表示物质的磁性质，它的定义是
ρχ/m K = (3)
ρχ/MK M = (4)
式中，ρ和M 分别是物质的密度和摩尔质量。由于K 是无量纲的量，所以m χ和M χ的单位分别是cm 3•g -1和cm 3•mol -1 。
磁感应强度 SI 单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G 。 2.2 分子磁矩与磁化率
物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。其M χ就等于反磁化率反χ，且
M χ< 0。在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。在外磁场中，永久磁矩
顺着外磁场方向排列， 产生顺磁性。 顺磁性物质的摩尔磁化率M χ是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即
反顺χχχ+=M (5)
通常顺χ比反χ大约1~3个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其0>M χ。顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律
KT
N A 32
m
μχ=顺 (6)
式中，N A 为Avogadro 常数; K 为Boltzmann 常数(1.38×10 -16erg •K -1 ); T 为热力学温度;m μ为分子永久磁矩(erg •G -1 )。由此可得
反χμχ+=KT
N A M
32
m (7) 由于反χ不随温度变化(或变化极小)，所以只要测定不同温度下的M χ对1/T 作图，截矩即为反χ，由斜率可求m μ。由于比顺χ小得多，所以在不很精确的测量中可忽略反χ作近似处理
KT
N A M
32
m
μχχ==顺(cm -3•mol -1) (8)
顺磁性物质的m μ与未成对电子数n 的关系为
)2(m +=n n B μμ (9)
式中，是B μ玻尔磁子，其物理意义是:单个自由电子自旋所产生的磁矩.
B μ= 9.273×10-21erg•G -1 = 9.373×10-28erg•G -1 = 9.273×10-24J•T -1
2.3 磁化率与分子结构
(6)式将物质的宏观性质M χ与微观性质m μ联系起来。由实验测定物质的M χ，根据(8)式可求得m μ，进而计算未配对电子数n 。这些结果可用于研究原子或离子的电子结构，判断络合物分子的配键类型。
络合物分为电价络合物和共价络合物。 电价络合物中心离子的电子结构不受配位体的影响，基本上保持自由离子的电子结构，靠静电库仑力与配位体结合，形成电价配键。在这类络
合物中，含有较多的自旋平行电子，所以是高自旋配位化合物。共价络合物则以中心离子空的价电子轨道接受配位体的孤对电子，形成共价配键，这类络合物形成时，往往发生电子重排，自旋平行的电子相对减少，所以是低自旋配位化合物。例如Co 3+其外层电子结构3d 6，在络离子(CoF 6)3-中，形成电价配键，电子排布为：
此时，未配对电子数n=4，m μ =4.9B μ。Co 以上面的结构与6个F -以静电力相吸引形成电价络合物。而在[Co(CN) 6]3-中则形成共价配键，其电子排布为：
此时，n=0，m μ =0。Co 3+将 6 个电子集中在3个3d 轨道上，6 个CN -的孤对电子进入Co 3+的六个空轨道，形成共价络合物。 2.4 古埃法测定磁化率
图Ⅰ 古埃磁天平示意图
1. 磁铁
2. 样品管
3. 电光天平
古埃磁天平如图Ⅰ所示。天平左臂悬挂一样品管，管底部处于磁场强度最大的区域(H max)，管顶端则位于场强最弱(甚至为零)的区域(H 0)。整个样品管处于不均匀磁场中。设圆柱形样品的截面积为A ，沿样品管长度方向上dz 长度的体积Adz 在非均匀磁场中受到的作用力dF 表示为
dz dz
dH
KAH
dF = （10） 式中，K 为体积磁化率; H 为磁场强度;dH/dz 为场强梯度，积分上式得
A H H K K F ))((2
1
2020--=
(11) 式中，K 0为样品周围介质的体积磁化率(通常是空气，K 0值很小)。如果K 0可以忽略，且H 0=0 时，整个样品受到的力为
A KH F 22
1
=
(12) 在非均匀磁场中，顺磁性物质受力向下所以增重;而反磁性物质受力向上所以减重。测定时在天平右臂加减砝码使之平衡。设ΔW 为施加磁场前后的称量差，则
W A KH F ∆g 2
1
2==
(13) 由于M K ρχm =
, A
W
h =ρ代入上式得 2
gh -2WH
M W W M ）（空管样品空管∆∆+=
χ (cm 3•mol -1
) (14) 式中，ΔW 空管+样品为样品管加样品后在施加磁场前后的称量差 ( g ); ΔW 空管为空样品管在施加磁场前后的称量差 ( g ); g 为重力加速度( 980cm •s -2); h 为样品高度(cm); M 为样品的摩尔质量(g •mol -1); W 为样品的质量( g ); H 为磁极中心磁场强度( G )。
在精确的测量中， 通常用莫尔氏盐来标定磁场强度， 它的单位质量磁化率与温度的关系为
6m 101
9500
-⨯+=
T χ (cm 3•g -1) (15) 3. 仪器药品 3.1 仪器
古埃磁天平(包括电磁铁，电光天平，励磁电源)1套;特斯拉计1台;软质玻璃样品管4只;样品管架1个;直尺1只;角匙4只;广口试剂瓶4只;小漏斗4只。
3.2 药品
莫尔氏盐(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O(分析纯); FeSO4•7H2O(分析纯); K3Fe(CN)6(分析纯);
K4Fe(CN)6•3H2O(分析纯)。
4. 实验步骤
4.1 磁极中心磁场强度的测定
4.1.1 古埃磁天平的使用
接通励磁电源，连接好并校正好特斯拉计，将霍尔变送器探头平面垂直放入磁极中心处，调节霍尔探头位置H max位置并标记，。调节“调压旋钮”逐渐增大电流，至特斯拉计表头示值为350mT，记录此时励磁电流值I。，以后每次测量都要控制在同一励磁电流，使磁场强度相同，在关闭电源前应先将励磁电流降至零。
4.1.2 用莫尔氏盐标定
①测量空管质量，调节电流旋、旋钮式磁场强度依次为0mT, 300mT, 350mT, 记下此时空管的质量，调节磁场强度为400mT，停留等示数稳定30s，逐步降低电流使磁场强度依次为350mT, 300mT, 0mT, 再次记下空管质量。
②取下样品管，将莫尔氏盐通过漏斗装入样品管，边装边在橡皮垫上碰击，使样品均匀填实，直至装满，继续碰击至样品高度不变为止，用直尺测量样品高度h。用与①中相同步骤称取W
空管+样品
(H=0)和W空管+样品(H=H max)，测量毕将莫尔氏盐倒入试剂瓶中。
4.2 测定未知样品的摩尔磁化率
M
同法分别测定FeSO4•7H2O，K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6•3H2O的W空管(H=0)、W空管(H=H max)、W空管+样品(H=0)和W空管+样品(H=H max)。
5.实验数据记录与处理
5.1 实验数据
室温t=29.0℃磁场强度/T 0.00 0.30 0.35 0.40 0.35 0.30 0.00
空管质量/g 13.5738 13.5756 13.5736
30s 13.5758 13.5761 13.5763
莫尔氏盐质量/g 20.3739 20.3779 20.3798 20.3791 20.3788 20.3750 样品1质量/g 21.1380 21.1463 21.1493 21.1400 21.1389 21.1337 样品2质量/g 20.1890 20.1821 20.1818 20.1806 20.1791 20.1811
根据实验结果样品一为FeSO 4•7H 2O ，样品二为K 4Fe(CN)6•3H 2O 。由上表数据得出在不同磁场变化下样品及空管的质量变化，如下表所示： 磁化强度/mT
空管Δm/g 莫尔氏盐Δm/g
FeSO 4•7H 2OΔm/g
K 4Fe(CN)6•3H 2O Δm/g
0 -0.0025 -0.0011 0.0043 0.0079 300 -0.0005 -0.0009 0.0074 0.0030 350
-0.0022
0.0007
0.0093
0.0012
5.2 计算各样品的摩尔磁化率M χ、永久磁矩m μ和未配对电子数n 。
实验中通常由莫尔氏盐标定磁场强度所以由公式（14）得
2M H m M gh W -W 2样样
空管样品空管样
）（∆∆χ+=
(a)，2
M H m M gh W -W 2标标空管标准空管标）（∆∆χ+= (b)。 计算
(b)(a)
，则得到样
样空标空样标标样标空标空标样空样空标样）（m W -W W -W m m -m )-(M M M W W M W W M ∙==++∆∆∆∆χ∆∆∆∆χχ。根据公式得摩尔盐的单位质量磁化率，T=302.15K, M 莫尔氏盐=392.14g/mol, 得=m χ 3.1338×10-5 cm 3•g -1，莫尔氏盐的摩尔磁化率为m χχM M ==329.14×3.1338×10-5=1.0314×10-2cm 3/mol 。 且
KT
N A M
32m μχ=，查阅文献得M Fe SO4•7H2O =278.01g/mol ，M K4Fe(CN)6•3H2O =383.24g/mol ，
μB =9.273×10-21erg •G -1。
① 当H=300mT 时，m 标=6.8020g ，m 样1=7.5668g ，m 样2=6.6048g 。
mol
/cm 10516.15668
.701
.2780008.00039.00008.00068.08020.6101338.3325-1M -⨯=⨯--⨯
⨯⨯=样χ1
-2023
216A
M
1m G erg 10612.510
02.610516.11038.115.3023N KT 3⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==
---χμ样，n 1=5.13 mol /cm 10115.26048
.624
.3830008.00039.00008.00045.0-8025.6101338.3325-2M -⨯-=⨯--⨯
⨯⨯=样χ
因为M χ< 0，故µm 不存在，n 2=0。
② 当H=350mT 时，m 标=6.8048g ，m 样1=7.5700g ，m 样2=6.6065g 。
mol /cm 10334.15700
.701
.2780004.0-005.00004.0-0088.08048.6101338.3325-1M -⨯=⨯--⨯
⨯⨯=）（）（样χ
1-2023
2
16A
M
1m G erg 10265.510
02.610334.11038.115.3023N KT 3⋅⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==
---χμ样，n 2=4.76
mol /cm 10789.7-6065
.624
.3830004.0-005.00004.0-0038.0-8048.6101338.3325-2M -⨯=⨯--⨯
⨯⨯=）（）（样χ
因为M χ< 0，故µm 不存在，n 2=0。
查阅文献得出样品二六氰合铁酸（Ⅱ）钾的孤电子个数为0，样品一七水合硫酸亚铁的孤电子个数为4，从测得两次数据分别为5.13和4.76，明显数据偏大。 5.3根据µm 和n 讨论络合物中心离子最外层电子结构和配键类型。
样品一FeSO 4•7H 2O 的结构式为 [Fe(II)(H 2O)6] SO 4•H 2O ，即中心原子Fe 2+由周围的6个水分子配位，形成的是正八面体空间结构。其化合价为+2，样品二K 4Fe(CN)6•3H 2O 的结构式为 K 4 [Fe(II)(CN)6]•3H 2O ，即中心原子Fe 2+由周围的6个氰根离子配位，形成的也是正八面体空间结构。化合价为 -4。
5.4 实验结果分析
实验中，测得样品一得实验结果明显偏大主要原因有机器所采用的交流电电压不是恒定，致使在测量的过程中，磁场强度发生变化，导致独处的数据不稳定；装样时，样品不够紧密、均匀；寻找磁场最大值H max 和H 0时，由于试管不是固定住，操作不方便，导致在标记时位置不够准确；测量的过程中操作不够细致，不能保证励磁电流每次试验时都相同，只能保证在一个较小的范围内，使测量结果产生误差。同学的走动，以及装样后试管在悬挂时不能立即稳定，接触器材壁等，影响电子天平的读数不稳定，产生数据方面的误差。样品研磨颗粒度不够细，放置空气时间过久使分子脱水或吸水都对实验结果产生影响。 6. 思考题
6.1本实验测定M χ时用了那些近似处理？
实验中忽略了分子在外磁场的作用下产生的反磁性，由于顺磁性远大于反磁性，在不精确的实验中忽略了反磁性的作用，使M χ近似等于物质表现出的顺磁性。还有忽略顺磁性物质逆
OH 2
OH 2H 2O H 2O
H 2O
Fe
H 2O 2+
NC
NC
CN CN
CN
Fe
CN
4-
磁磁化率的影响，忽略样品柱远离磁场一端的磁化率等。
6.2 为什么用莫尔氏盐标定磁场强度？
因为莫尔盐性质稳定，组成固定，且有5个单电子，对磁场有好的响应。故可以用作 磁化率的标准物质。
6.3 样品的填充高度和密度对测量结果有何影响？
样品填充高度过低，使得样品在磁场中的质量偏小。高度过大，使得在H=0之外还存在样品，未能完全处于磁场之中，样品在磁场中的质量偏大。根据2
gh -2WH M
W W M ）（空管样品空管∆∆+=
χ可以得出摩尔磁化率与高度和密度成正比，样品装填不实，不均匀造成高度不能准确测量，密度不均匀对实验结果造成较大误差。
实验一磁化率的测定
磁化率的测定实验报告 1. 实验目的 1.1 掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。 1.2 测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。 2. 实验原理 2.1 磁化率 物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度 H ′ 与外磁场强度 H 之和称为该物质的磁感应强度 B ，即 B = H + H′ (1) H ′与H 方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H ′比H 大得多（H ′ / H ）高达10 4，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。 物质的磁化可用磁化强度I 来描述，H ′ =4πI 。对于非铁磁性物质，I 与外磁场强度H 成正比 I = KH (2) 式中，K 为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。在化学中常用 单位质量磁化率m χ或摩尔磁化率M χ表示物质的磁性质，它的定义是 ρχ/m K = (3) ρχ/MK M = (4) 式中，ρ和M 分别是物质的密度和摩尔质量。由于K 是无量纲的量，所以m χ和M χ的单位分别是cm 3•g -1和cm 3•mol -1 。 磁感应强度 SI 单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G 。 2.2 分子磁矩与磁化率 物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。其M χ就等于反磁化率反χ，且 M χ< 0。在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。在外磁场中，永久磁矩
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定 1.实验目的 1.1测定物质的摩尔磁化率，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。 1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2.实验原理 2.1摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0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χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关： χ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χm表示磁化程度，它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol －1。 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，μm=0。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χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ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μm≠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χ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χm是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ 反之和。因|χ顺|?|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>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μm关系可由居里－郎之万公式表示：
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定之宇文皓月创作 1.实验目的 1.1测定物质的摩尔磁化率，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。 1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2.实验原理 2.1摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0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χ暗示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关： χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，暗示单位体积内磁场强度的变更，反映了物质被磁化的难易程度。化学上经常使用摩尔磁化率χm暗示磁化程度，它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol －1。 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，µm=0。当它受到外磁场作用时，内部会发生感应的“分子电流”，相应发生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线圈在磁场中发生感生电流，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χm称为反磁磁化率，用χ反暗示，且χ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µm≠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，表示出的顺磁磁化率用χ顺暗示。 但它在外磁场作用下也会发生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ反之和。因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>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其实不必失。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µm关系可由居里－郎之万公式暗示： 式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，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： 式中µB为玻尔磁子，是磁矩的自然单位。µB=9.274 ×10-24J·T-1(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，Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0。如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子，是电价络合物。其
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定 1.实验目的 测定物质的摩尔磁化率，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。 掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2.实验原理 摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0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χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关： χ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χm表示磁化程度，它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol －1。 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，μm=0。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χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ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μm≠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χ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χm是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ反之和。因|χ顺|?|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>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μm关系可由居里－郎之万公式表示：
磁化率的测定_实验报告
2012级有机化学实验设计性实验报告 题目：磁化率的测定 报告作者： 专业名称：化学教育 行政班级： 学生学号： 指导老师： 实验时间：2014年10月14日 提交时间：2014年10月23日 一、实验目的 1.掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。 2.测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。 二、实验原理 1、磁化率 物质在外磁场作用下，物质会被磁化产生一附加磁场。物质的磁感应强度等于 （16.1） 式中B 0为外磁场的磁感应强度；B′为附加磁感应强度；H为外磁场强度；μ 为 真空磁导率，其数值等于4π×10-7N／A2。
物质的磁化可用磁化强度M来描述，M也是矢量，它与磁场强度成正比。 （16.2） 式中Z为物质的体积磁化率。在化学上常用质量磁化率χm或摩尔磁化率χM来表示物质的磁性质。 (16.3) (16.4) 式中ρ、M分别是物质的密度和摩尔质量。 2）分子磁矩与磁化率 物质的磁性与组成物质的原子，离子或分子的微观结构有关，当原子、离子或分子的两个自旋状态电子数不相等，即有未成对电子时，物质就具有永久磁矩。由于热运动，永久磁矩的指向各个方向的机会相同，所以该磁矩的统计值等于零。在外磁场作用下，具有永久磁矩的原子，离子或分子除了其永久磁矩会顺着外磁场的方向排列。(其磁化方向与外磁场相同，磁化强度与外磁场强度成正比)，表观为顺磁性外，还由于它内部的电子轨道运动有感应的磁矩，其方向与外磁场相反，表观为逆磁性，此类物质的摩尔磁化率χM是摩尔顺磁化率χ 和摩尔逆磁 顺 的和。 化率χ 逆 对于顺磁性物质，χ 顺>>∣χ逆∣，可作近似处理，χM=χ顺。对于逆磁性，所以它的χM=χ逆。 物质，则只有χ 逆 第三种情况是物质被磁化的强度与外磁场强度不存在正比关系，而是随着外磁场强度的增加而剧烈增加，当外磁场消失后，它们的附加磁场，并不立即随之消失，这种物质称为铁磁性物质。 磁化率是物质的宏观性质，分子磁矩是物质的微观性质，用统计力学的方法可以得到摩尔顺磁化率χ 和分子永久磁矩μm间的关系 顺 （16.6） 式中N 为阿佛加德罗常数；K为波尔兹曼常数；T为绝对温度。 物质的摩尔顺磁磁化率与热力学温度成反比这一关素，称为居里定律，是居里
磁化率的测定
实验一磁化率的测定 【实验目的】 ①掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。 ②通过对一些配位化合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数，并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。 【实验原理】 （1）物质的磁性 物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H的作用下产生附加磁场，该物质内部的磁感应强度B为： B＝H+4πI＝H+4πκH①式中，I称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩。式中的κ＝I/H称为物质的体积磁化率。I和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ＝I/ρ称为克磁化强度；χ＝κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。χm＝κM/ρ称为摩尔磁化率（M是物质的摩尔质量）。这些数据都可以从实验测得，是宏观磁性物质。在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm，铁磁性研究中常用到I、σ。 不少文献中按宏观磁性物质，把物质分成反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质几类。其中，顺磁性物质的χm＞0而反磁性物质的χm ＜0。 （2）古埃法（Gouy）测定磁化率 古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。简单的装置包括磁场和测力装置两部分。调节电流大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。测力装置可以用分析天平。为了测量不同温度的数据，要使用变温、恒温和测温装置。 样品放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，另一端则在磁场强度为零处。 样品在磁场中受到一个作用力。 d F＝κHA d H 式中，A表示圆柱玻璃管的截面积。 样品在空气中称量，必须考虑空气修正，即 d F＝(κ－κ0)Ha d H κ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题：
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定之阿布丰王创作 测定物质的摩尔磁化率，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。 掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2.实验原理 摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场H0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χ暗示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关： χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，暗示单位体积内磁场强度的变更，反映了物质被磁化的难易程度。化学上经常使用摩尔磁化率χm暗示磁化程度，它与χ的关系为 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m3·mol －1。 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，µm=0。当它受到外磁场作用时，内部会发生感应的“分子电流”，相应发生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。如同线圈在磁场中发生感生电流，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χm称为反磁磁化率，用χ反暗示，且χ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µm≠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，表示出的顺磁磁化率用χ顺暗示。 但它在外磁场作用下也会发生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ反之和。因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>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其实不必失。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µm关系可由居里－郎之万公式暗示： 式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，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： 式中µB为玻尔磁子，是磁矩的自然单位。µB=9.274 ×10-24J·T-1(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，Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0。如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子，是电价络合物。其中Fe2＋离子仍然坚持原自由离子状态下的电子层结构，此时n=4。如下图所
磁化率的测定(实验报告)
磁化率的测定之五兆芳芳创作 测定物质的摩尔磁化率，推算份子磁矩，估量份子内未成对电子数，判断份子配键的类型. 掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和办法. 2.实验原理 摩尔磁化率和份子磁矩 物质在外磁场H0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χ暗示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关： χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，暗示单位体积内磁场强度的变更，反应了物质被磁化的难易程度.化学上经常使用摩尔磁化率χm暗示磁化程度，它与χ的关系为 式中M、ρ辨别为物质的摩尔质量与密度.χm的单位为m3·mol －1. 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、离子或份子中没有自旋未成对的电子，即它的份子磁矩，µm=0.当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“份子电流”，相应产生一种与外磁场标的目的相反的感应磁矩.如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场标的目的与外磁场相反.这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等.它的χm称为反磁磁化率，用χ反暗示，且χ反<0. 第二种，物质的原子、离子或份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，份子磁矩µm≠0.这些杂乱取向的份
子磁矩 在受到外磁场作用时，其标的目的总是趋向于与外磁场同标的目的，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt等，表示出的顺磁磁化率用χ顺暗示. 但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺.与反磁磁化率χ反之和.因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm＝χ顺，其值大于零，即χm>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，并且在外磁场消失后其磁性其实不必失.这种物质称为铁磁性物质. 对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与份子磁矩µm关系可由居里－郎之万公式暗示： 式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，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. 份子磁矩由份子内未配对电子数n决定，其关系如下： 式中µB为玻尔磁子，是磁矩的自然单位.µB=9.274 ×10-24J·T-1(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份子的配键类型.例如，Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0.如以它作为中心离子与6个H20配位体形成[Fe(H20)6]2+络离子，是电
磁化率的测定实验报告
磁化率的测定实验报告 一、实验目的。 本实验旨在通过测定不同材料的磁化率，探究材料在外加磁场下的磁化特性，并通过实验数据的分析，掌握磁化率的测定方法。 二、实验原理。 磁化率是描述材料在外界磁场作用下磁化程度的物理量，通常用符号χ表示。在外界磁场作用下，材料会产生磁化，其磁化强度与外界磁场强度成正比，即M=χH，其中M为材料的磁化强度，H为外界磁场强度。根据这一关系，可以通过测定材料在不同外界磁场下的磁化强度，从而计算出磁化率。 三、实验仪器与材料。 1. 电磁铁。 2. 磁场强度计。 3. 不同材料样品（如铁、铜、铝等）。 4. 电源。 5. 实验台。 四、实验步骤。 1. 将电磁铁置于实验台上，并接通电源，调节电流大小，使得电磁铁产生不同的磁场强度。 2. 将磁场强度计放置在电磁铁产生的磁场中，测定不同磁场强度下的磁场强度值。
3. 将不同材料样品放置在电磁铁产生的磁场中，测定不同磁场强度下材料的磁 化强度。 4. 根据实验数据，计算出不同材料的磁化率。 五、实验数据与分析。 通过实验测得不同材料在不同磁场强度下的磁化强度数据，利用公式M=χH，可以计算出不同材料的磁化率。通过数据分析，可以发现不同材料的磁化率大小不同，反映了材料在外界磁场下的磁化特性。例如，铁具有较大的磁化率，表明其在外界磁场下容易被磁化，而铜、铝等非磁性材料的磁化率较小。 六、实验结论。 通过本实验的测定与分析，我们掌握了磁化率的测定方法，并了解了不同材料 在外界磁场下的磁化特性。磁化率的大小反映了材料对外界磁场的响应程度，对于材料的选用与应用具有一定的指导意义。 七、实验总结。 本实验通过测定不同材料的磁化率，深入了解了材料在外界磁场下的磁化特性，为进一步研究材料的磁性质提供了重要的实验基础。同时，实验过程中我们也发现了一些问题，如在测定过程中需注意排除外界干扰因素，提高测量精度等。 八、参考文献。 1. 王明. 固体物理学. 北京，高等教育出版社，2008. 2. 张三，李四. 材料科学导论. 上海，上海科学技术出版社，2010. 九、致谢。 在本次实验中，感谢实验指导老师对我们的悉心指导，使我们顺利完成了实验。同时也感谢实验室的工作人员对我们实验过程中的支持与帮助。
磁化率的测定(实验报告)
磁化率得测定 1、实验目得 １、１测定物质得摩尔磁化率,推算分子磁矩,估计分子内未成对电子数,判断分子配键得类型。 1、2掌握古埃（Ｇouy)磁天平测定磁化率得原理与方法。 2、实验原理 2、1摩尔磁化率与分子磁矩 物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体得运动，会被磁化而感应出一个附加磁场Ｈ'。物质被磁化得程度用磁化率χ表示,它与附加磁场强度与外磁场强度得比值有关: χ为无因次量,称为物质得体积磁化率，简称磁化率,表示单位体积内磁场强度得变化,反映了物质被磁化得难易程度。化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ得关系为 式中M、ρ分别为物质得摩尔质量与密度。χm得单位为ｍ3·mol -1。 物质在外磁场作用下得磁化现象有三种: 第一种,物质得原子、离子或分子中没有自旋未成对得电子，即它得分子磁矩，μm＝0。当它受到外磁场作用时,内部会产生感应得“分子电流”,相应产生一种与外磁场方向相反得感应磁矩。如同线圈在磁场中产生感生电流,这一电流得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。它得χｍ称为反磁磁化率,用χ反表示,且χ反<0。 第二种，物质得原子、离子或分子中存在自旋未成对得电子,它得电子角动量总与不等于零,分子磁矩μm≠0。这些杂乱取向得分子磁矩 在受到外磁场作用时,其方向总就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,表现出得顺磁磁化率用χ顺表示。 但它在外磁场作用下也会产生反向得感应磁矩,因此它得χｍ就是顺磁磁化率χ顺。与反磁磁化率χ 反之与。因|χ顺｜?|χ反｜,所以对于顺磁性物质，可以认为χｍ=χ顺,其值大于零,即χm>0。 第三种，物质被磁化得强度随着外磁场强度得增加而剧烈增强,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μm关系可由居里－郎之万公式表示: 式中L为阿伏加德罗常数(6、022×102３mol-1),、ｋ为玻尔兹曼常数(1、380６×１0－23J·K-1）,μ0
设计实验 磁化率的测定
设计实验：磁化率测定 武汉大学 化学与分子科学学院 一、实验目的 1. 掌握古埃 (Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。 2. 探究样品高度、磁场强度对磁化率的测定造成的影响。 二、实验原理 1. 摩尔磁化率和分子磁矩 物质在外磁场作用下，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物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关： H'=4πxH (1) H'为附加磁场强度，H 外磁场强度，x 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 χm 表示磁化程度，它与χ的关系为 X m = xM/ρ (2) 式中M 、ρ 分别为物质的摩尔质量与密度.X m 的单位为m 3mol -1 . 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μm = 0.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.称为反磁磁化率，用X 反表示，且X<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μm ≠ 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 X 顺表示. 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μ m 关系可由居里－郎之万公式表示： X 顺=Lμ0μm 2 /(3kT) (3) 式中L 为阿伏加德罗常数（6.022×1023 mol -1 ）k 为玻尔兹曼常数(1.380 6×10 ?23 J ?K ?1 ) μ0为真空磁导率（4 π×107 N ?A 2 ），T 为热力学温度.式(3)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μm 由分子内未配对电子数n 决定，其关系如下： μm =μB [ n (n+2)]1/2 (4)
磁化率的测定
磁化率的测定 实验目的：1 ．掌握Gouy 磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。 2 ．通过对一些配合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数．并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。 实验原理：物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H(A · m -1 ) 的作用下，产生附加磁场H' 。这时该物质内部的磁感应强度 B 为外磁场强度H 与附加磁场强度H' 之和： 式中称为物质的体积磁化率、表示单位体积物质的磁化能力，是无量纲的物理量。称为导磁率，与物质的磁化学性质有关。由于历史原因，目前磁化学在文献和手册中仍多半采用静电单位(CGSE) ，磁感应强度的单位用高斯(G) ，它与国际单位制中的特斯拉(T) 的换算关系是1T= 10000G 磁场强度与磁感应强度不同、是反映外磁场性质的物理量．与物质的磁化学性质无关。习惯上采用的单位为奥斯特(Oe) ．它与国际单位 A · m -1 的换算关系为 1Oe ＝ 由于真空的导磁率被定为：＝ 4 π× 10 -7 Wb · A -1 · m -1 ，而空气的导磁率≈ ，因而1Oe ＝1 × 10 -4 Wb · m -2 ＝1 × 10 -4 T ＝1G 这就是说 1 奥斯特的磁场强度在空气介质中所产生的磁感应强度正好是 1 高斯，二者单位虽然不同．但在量值上是等同的。习惯上用测磁仪器测得的“磁场强度”实际上都是指在某一介质中的磁感应强度，因而单位用高斯，测磁仪器也称为高斯计。 除外化学上常用单位质量磁化率和摩尔磁化率来表示物质的磁化能力： (2) (3) 式中和M 是物质的密度（g · cm -3 ）和分子量，的单位取cm 3 · g -1 ，的单 位取cm 3 · mol -1 。 物质在外磁场作用下的磁化有三种情况 1 ．＜o ，这类物质称为逆磁性物质。 2 ．＞o ，这类物质称为顺磁性物质。 3 ．少数的与外外磁场H 有关，其值随磁场强度的增加而剧烈增加，并且还伴有剩磁现象，如铁、钴、镍等，这类物质称为铁磁性物质。 物质的磁性与组成物质的原子、离子、分子的性质有关。原子、离子、分子中电子自旋已配对的物质一般是逆磁性物质。这是由于电子的轨道运动受外磁场作用，感应出“分子电流”，从而产生与外磁场相反
磁化率的测定
结构化学实验报告题目：磁化率的测定 报告作者： 学号： 班级：级化教班 指导老师：彭斌老师 实验时间：年月日
磁化率的测定 一、【实验目的】 1．掌握古埃（Gouy ）磁天平测定物质磁化率的实验原理和技术。 2．通过对一些配合物磁化率的测定，计算中心离子的不成对电子数．并判断d 电子的排布情况和配位体场的强弱。 二、【实验原理】 （1）物质的磁性 物质在磁场中被磁化，在外磁场强度H(A ·m-1)的作用下，产生附加磁场H'。这时该物质内部的磁感应强度B 为外磁场强度H 与附加磁场强度H'之和： B ＝H 十H'＝H+4πI=H 十4πκH (1) 式中，I 称为体积磁化强度，物理意义是单位体积的磁矩，式中的κ=I/H 称为物质的体积磁化率、表示单位体积物质的磁化能力，是无量纲的物理量。I 和κ分别除以物质的密度ρ可以得到σ和χ，σ=I/ρ称为克磁化强度；χ=κ/ρ称为克磁化率或比磁化率。Χm=κM/ρ称为摩尔磁化率（M 是物质的摩尔质量）。这些实验数据都可以从实验测得，是宏观磁性质。在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χm ，铁磁性研究中常用到I 、σ。 不少文献中按宏观磁性质，把物质分成反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质几类。其中顺磁性物资的χm>0而反磁性物质的χm<0。 （2）古埃法（Gouy ）测定磁化率 古埃法是一种简便的测量方法，主要用在顺磁测量。简单的装置包括磁场和测力装置两部分。调节电流大小，磁头间距离大小，可以控制磁场强度大小。测力装置可以用分析天平。为了测量不同温度的数据，要使用变温、恒温和测温装置。 样品放在一个长圆柱形玻璃管内，悬挂在磁场中，样品管下端在磁极中央处，另一端则在磁场强度为零处。 样品在磁场中受到一个作用力。 HAdH dF κ= 式中，A 表示圆柱玻璃管的截面积。 样品在空气中称量，必须考虑空气修正，即 HAdH dF )(0κκ-= κ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是个积分问题： ⎰--==0) (212 0200H H H H A HdH A F κμκμ 因H0< 磁化率的测定 磁化率是物质对外加磁场的响应程度的物理量，它描述了材料在磁场作用下的磁化程度。磁化率是磁性材料的重要性质之一，对于材料的磁性行为和应用具有重要的意义。本文将介绍磁化率的测定方法和其在物理学和工程领域的应用。 一、磁化率的定义和基本概念 磁化率是描述材料磁性的重要参数之一，它定义为材料在单位体积内磁化强度与外加磁场强度之间的比值。磁化率可以分为两种类型，即磁化率和磁化率。磁化率是描述材料在磁场作用下的磁化程度，而磁化率则是描述材料对磁场的响应程度。 磁化率的测定方法有多种，根据测定的目的和实验条件的不同，可以选择不同的方法。以下是常用的几种测定磁化率的方法： 1. 霍尔效应法：该方法利用磁场中的电流和电势差的关系，通过测量电势差和电流的比值来确定磁化率。 2. 恩斯特方程法：该方法利用磁场中的电感和电容的关系，通过测量电感和电容的比值来确定磁化率。 3. 磁化曲线法：该方法通过测量磁场中材料的磁化曲线，根据磁化曲线的斜率来确定磁化率。 4. 阻抗法：该方法利用磁场中的电阻和电感的关系，通过测量电阻 和电感的比值来确定磁化率。 以上是常用的几种测定磁化率的方法，不同的方法适用于不同类型的材料和实验条件。 三、磁化率的应用 磁化率在物理学和工程领域具有广泛的应用，主要包括以下几个方面： 1. 材料科学：磁化率可以用于表征材料的磁性行为，对于研究材料的磁性性质和相变行为具有重要的意义。 2. 电子技术：磁化率在电子技术中有着广泛的应用，如磁存储器、磁传感器等。 3. 医学领域：磁化率在医学领域也有一定的应用，如核磁共振成像技术中对材料的磁化率进行测定，可以获得更精确的成像结果。 4. 地球科学：磁化率在地球科学中有着重要的应用，可以用于研究地球内部结构和地磁场的变化。 磁化率是描述材料磁性的重要参数，其测定方法多样，应用广泛。通过测定磁化率，可以深入了解材料的磁性行为，为物理学和工程领域的研究和应用提供重要的参考依据。 磁化率的测定 磁化率的测定是研究物质磁性性质的一种常用方法。磁化率是描述物质在外磁场作用下磁化程度的物理量，是磁场强度与物质磁化强度之间的比值。测定磁化率可以帮助我们了解物质的磁性特征，对于研究磁性材料、电磁器件设计等具有重要意义。 磁化率的测定可以通过多种方法实现，下面将介绍几种常见的测定方法。 一、磁化曲线法 磁化曲线法是一种基于磁化过程的测定方法。它通过在外磁场中改变物质的磁化状态，测定物质的磁化强度，从而计算出磁化率。常用的仪器是霍尔差分磁化仪。通过在不同磁场强度下测量样品的磁化强度，得到磁化曲线，通过对磁化曲线的分析，可以得到物质的磁化率。 二、振荡磁滞回线法 振荡磁滞回线法是一种利用物质在交变磁场中的磁滞特性来测定磁化率的方法。该方法通过在交变磁场中测量物质的磁化强度和磁场强度的关系，得到磁滞回线，进而计算出磁化率。常用的仪器是交流磁滞仪。该方法适用于测量低频范围内的磁化率。 三、饱和磁化法 饱和磁化法是一种通过测量物质在饱和磁场下的磁化强度来计算磁 化率的方法。该方法利用了物质在饱和磁场下，磁化强度与磁场强度成线性关系的特点。通过在饱和磁场下测量磁化强度，可以准确计算出磁化率。常用的仪器是饱和磁化强度计。 四、库仑法 库仑法是一种通过物质在恒定磁场中的磁导率来计算磁化率的方法。该方法利用了物质在恒定磁场中，磁感应强度与磁场强度成线性关系的特点。通过测量磁感应强度和磁场强度的比值，可以计算出磁化率。常用的仪器是库仑磁感应强度计。 以上介绍了几种常见的磁化率测定方法，每种方法都有其适用范围和优缺点。在实际应用中，选择合适的测定方法需要考虑样品特性、测量精度、实验条件等因素。 磁化率的测定在研究物质磁性性质、材料科学、电磁器件设计等领域具有重要应用价值。磁化率的测定可以帮助我们了解物质的磁性特征，指导材料的选择和设计，推动科学研究的进展。通过不断改进测定方法和提高测量精度，我们能够更好地理解和应用磁性材料，为科学技术的发展做出更大的贡献。 磁化率的测定 一．实验目的： 用古埃磁天平测定硫酸亚铁、亚铁氰化钾和铁氰化钾的磁化率，并计算其不成对电子数。 二．实验原理： 古埃(Gouy)磁天平的特点是结构简单，灵敏度高。用古埃磁天平法测量物质的磁化率，从而可求得永久磁矩和未成对电子数，这对研究物质结构具有重要意义。 用古埃磁天平测定物质的磁化率时，将装有样品的圆柱形玻璃管悬挂在分析天平的一个臂上，使样品底部处于电磁铁两极的中心，即处于磁场强度最大的区域，样品的顶端离磁场中心较远，磁场强度很弱，整个样品处于一个非均匀的磁场中。由于沿样品轴心方向z存在一磁场梯度 ，故样品沿z方向受到磁力dF的作用 式中： ——体积磁化率 A——柱形样品的截面积 对顺磁性物质，作用力指向场强最大的方向，反磁性物质则指向场强最弱的方向中。若不考虑样品管周围介质和的影响，积分得到作用在整个样品管上的力为： 当样品受到磁场的作用力时，天平的另一臂上加减砝码使之平衡，设ΔW为施加磁场前后的质量差，则 式中：g为重力加速度。又样品质量 ， 、h为柱形样品管的密度和高度。由于质量磁化率 和摩尔磁化率 的定义， 因此可得： 一般用已知磁化率的物质校正磁天平。当待测样品和校正用样品在同一样品管中的填装高度相同并且在同一场强下进行测量，由可得待测样品的摩尔磁化率为： 、 、 ——分别为空样品管、待测样品、校正样品施加磁场前后的质量变化； 、 ——待测样品和校正样品的质量； ——待测样品的摩尔质量。 三．仪器与试剂： 古埃磁天平一套（由自动加码分析天平和磁场强度大于3000G的永久磁铁组成）也可采用电磁铁；样品管（内径约6mm的玻璃管）3支。化学纯 (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(莫尔盐)；FeSO4·7H2O；K4Fe(CN)6·3H2O； K3Fe(CN)6。 四．实验步骤： 1. 取干燥样品管一支，挂在磁天平的一个臂上，称得空管的质量，然后小心地移动磁铁架，恰好使样品管底部处于磁场两极的正中（要特别注意，不能使样品管与磁极间有任何摩擦），称得样品管在磁场中的质量。再重复称量两次，取平均值。取下样品管，细心地将已研细的莫尔盐装入管中，并不断使样品底部在木垫上轻轻碰击，直至装满约12cm为宜。继续碰击至样品在管中的高度不再变化为止。在无磁场作用上称量，然后小心地移动磁铁，同样使样品管底部处于磁场两极的正中，再称样品管的质量，如此重复称量两次，取平均值。 2. 倒出莫尔盐，洗净样品管，用上述同一操作方法先后硫酸亚铁、亚铁氰化钾、铁氰化钾样品，在无磁场和有磁场作用下称量（特别注意使样品管中的样品高度一致）。磁化率的测定
磁化率的测定
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