磁化率的测定实验报告[华南师范大学物化实验]
磁化率的测定
一、实验目的
（1）掌握古埃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。
二、实验原理
2.1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+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，是宏观磁性质。在顺
，铁磁性研究中常用到I、σ。
磁、反磁性研究中常用到χ和χ
m
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
>0而反磁性物质以及亚铁磁性物质、反铁磁性物质积累。其中，顺磁性物质χ
m
<0。
质的χ
m
2.1古埃法测定磁化率
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。
dF=κHAdH （2）
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
dF=（κ-κ0HAdH）（3）
κ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题：
（4）因H
H，且忽略κ0，则
（5）
式中，F可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。
F=（Δm
样-Δm
空
）g
式中，Δm
样为样品管加样品在有磁场和无磁场时的质量差；Δm
空
为空样品
管在有磁场和无磁场时的质量差；g为重力加速度。
则有，（6）
而χ
m
= M/ρ，ρ=m样品/Ah，h为样品高度，A为样品管截面积，m样品为样品质量。
（7）只要测量样品重量的变化、磁场强度H以及样品高度h，即可根据式（7）计算样品的摩尔磁化率。
在实际工作中是采用已准确知道磁化率数值的校准样品来标定磁场的，根据式（7）
（8）
本次使用的校准样品为莫氏盐，其磁化率符合公式
（9）
式中，T是绝对温度。
2.3简单络合物的磁性与未成对电子
对于第一过渡系列元素络合物，它们的磁矩实验值大多符合
（10）
式中，n是未成对电子数；
B
是电子磁矩的基本单位，成为玻尔磁子。
（11）
而磁矩μ
m 与摩尔顺磁磁化率χ
m
之间有如下关系：
（12）
式中，N
A
为阿伏伽德罗常数；K为波兹曼常数；T为绝对温度。
根据式（12）可以利用测量出的物质的摩尔顺磁化率χ
m 计算出μ
m
，然后根
据（10）计算样品的未成对电子数。若测得的χ
m
<0则表示物质是反磁性物质，未成对电子数为0。
三、仪器与试剂
3.1仪器
磁天平一台，样品管一只，直尺一把，温度计一支。
3.2试剂
莫尔氏盐（NH
4）
2
SO
4
FeSO
4
·6H
2
O，分析纯；硫酸亚铁FeSO
4
·7H
2
O，分析纯；
亚铁氰化钾K
4Fe（CN）
6
·3H
2
O，分析纯。
四、实验步骤与数据记录
4.1室温的测定
27.8℃
4.2磁场强度的标定
（1）取一支清洁干燥的样品管悬挂在磁天平的挂钩上，称质量得m
空
。
（2）调节磁天平电流开关，由小至大2调节至指定位置1（1A），测质量m
空1
。
（3）继续调大电流开关，至位置2（3A），测质量得m
空3
。
（4）继续升高电流至位置3（4A），停留一定时间，然后调小电流从位置3回到
位置2，测质量得m
空2
‘。
（5）继续调小电流回到位置1，测质量得m
空1
‘。
（6）关闭电流测质量得m
空
‘。
表1：数据记录表（空管）
（7）装入已研细的莫氏盐，装样尽量填实，样品要装至距离管口约1~2cm处，用直尺测量装样的高度，将样品管放入磁天平，按照空管的测量方法测定样品管的重量。
表2：样品：莫氏盐，装样高度：14.60cm
4.3硫酸亚铁样品的测定
倒出样品管中的莫氏盐，将样品管清洗干净，吹干。装入研细的硫酸亚铁，装样高度和莫氏盐尽量相同，用同样的方法测量硫酸亚铁的数据。
4.4亚铁氰化钾样品的测定
倒出样品管中的硫酸亚铁，将样品管清洗干净，吹干。装入研细的亚铁氰化钾，装样高度和莫氏盐尽量相同，用同样的方法测量亚铁氰化钾的数据。
表4：样品：亚铁氰化钾，装样高度：14.50cm
五、数据处理
5.1计算校准样品莫氏盐的的磁化率
本次使用的校准样品为莫氏盐，其磁化率符合公式（9）
将T=300.895K代入上式，求得莫氏盐的摩尔磁化率为
=3.9668×10-7m3/kg=1.5555×10-7m3/mol
χ
莫氏盐
5.2计算待测样品的摩尔磁化率χ
m
表5.相关数据记录
由式（8），可计算出各样品的摩尔磁化率
5.3计算样品的未成对电子数
根据式（12）计算样品的磁矩μm
将数据代入式（12），得硫酸亚铁的磁矩μ硫酸亚铁为： μ硫酸亚铁=5.0888×10-23J/T
根据式（10）
，可求得未成对电子数n ，其中玻尔磁子
μB =9.274×10-24J/T 。
当n=1时，μ1=1.6063×10-23J/T 当n=2时，μ2=2.6230×10-23J/T 当n=3时，μ3=3.5918×10-23J/T 当n=4时，μ4=4.5433×10-23J/T 当n=5时，μ5=5.4866×10-23J/T
当n=4时，所得磁矩与μ
最为接近，则硫酸亚铁中未成对电子数为4.
硫酸亚铁
=-3.5275×10-10m3/mol＜0，故其为反磁性物而亚铁氰化钾的摩尔磁化率χ
m
质，未成对电子数为0.
六、思考与讨论
6.1实验操作中应该注意的问题
样品管要清洗干净烘干后再使用，本次实验在测定空管质量的变化过程中，可能是由于由于操作疏忽，并没有对样品管进行清洗。上一组做实验的同学最后测定的是抗磁性的亚铁氰化钾样品，由于样品管壁上黏有残留的亚铁氰化钾样品，故出现质量下降的现象。
使用稳定性好、纯度高的标准样品，本实验中采用莫氏盐作为标准样品，代入公式即可求得在本室温300.895Ｋ条件下的摩尔磁化率，基本符合本实验的需求。
装样时要避免引入磁性物质，不适用含铁、镍元素的药勺。在样品管中装样要均匀，可在实验台上轻敲样品管，使样品压实，注意力度不能过大，否则易使样品管破裂。实验时要置样品底部于磁极的中心线上，即最强磁场处，并避免空气对流的影响。
整个实验从装样到读数最好由同一实验者来操作，不同人操作易引起个体间误差。
６.２实验误差来源
本实验中的样品都是研磨好放置于实验室中待用的，在待用期间由于暴露于空气中，可能会吸收空气中的水分，而水是极性分子，在一定程度上影响实验结果的测定。
样品要研细，使其颗粒均匀，样品与标样尽量要位于同一高度。计算摩尔磁化率用到公式（７），涉及到装样高度ｈ的测量。为了减少装样高度的测量误差，这就要求装样必须均匀，并且要将样品填平压实。但是由于三次装样难以保证每次的均匀程度一致，只能由同一实验者来将此处的误差降至最低。
另一个影响因素是空气对流，即使将仪器的玻璃门关上，还是会观察到样品管在晃动，晃动期间可能会偏离磁极中心线。务必等分析天平读数稳定下来再读取数据。磁天平在通电流时，仪器会产生轻微的振动，由于分析天平是很灵敏的，难以读到非常精确的数据。
６.３被测样品的磁性判断
为1.5719×10-7＞０，说明是顺磁性物质，并硫酸亚铁的的摩尔磁化率χ
m
可求得未成对电子数为４。
为-3.5275×10-10＜０，说明是反磁性物质。
而亚铁氰化钾的摩尔磁化率χ
m
七、参考文献
[1]何广平，南俊民等.物理化学实验[M].北京:化学工业出版社，2008,134-139.
[2] 武丽艳，郑文君等. Gouy磁天平法测定物质磁化率实验数据处理公式的讨论[J]. 大学化学，2006,21（5）：51-52.
[3] 黄桂萍，张菊芳等. 络合物电子结构的测定——古埃磁天平法实验方法的讨论[J]. 江西化工，2008,（1）：80-81.
磁化率测定实验报告
磁化率测定实验报告 磁化率测定实验报告 引言： 磁化率是描述物质对外加磁场响应程度的物理量，是研究物质磁性的重要参数 之一。本实验旨在通过测定不同物质的磁化率，探究它们的磁性特性，并分析 实验结果。 实验仪器与方法： 本实验使用的仪器有磁化率测定仪、恒温槽和样品。首先，我们将待测样品放 置在磁化率测定仪中，并将其与电源、计算机等设备连接。然后，将样品置于 恒温槽中，通过控制恒温槽的温度，使样品保持在相同的温度下进行测量。最后，通过磁化率测定仪测量样品在不同磁场下的磁化强度，从而计算出磁化率。实验结果与分析： 在实验中，我们选取了铁、铜和铝作为样品进行测量。通过对实验数据的处理，我们得到了它们在不同磁场下的磁化强度和磁化率。 首先，我们观察到铁在外加磁场下表现出明显的磁性，其磁化强度随磁场的增 加而增加。这是因为铁具有较高的磁导率，能够在外加磁场的作用下形成较强 的磁化。通过计算，我们得到了铁的磁化率为XX。 其次，铜在外加磁场下的磁化强度较小，几乎可以忽略不计。这是因为铜是一 种非磁性材料，其自由电子无法在外加磁场的作用下形成磁化。因此，铜的磁 化率接近于零。 最后，我们发现铝在外加磁场下的磁化强度相对较弱，但仍然存在一定的磁化 效应。这是因为铝具有一定的磁导率，能够在外加磁场的作用下产生一定程度
的磁化。通过计算，我们得到了铝的磁化率为XX。 综上所述，不同物质的磁化率不同，这与它们的磁性特性密切相关。具有较高 磁导率的物质如铁，能够在外加磁场的作用下形成较强的磁化，其磁化率较高；而非磁性材料如铜，无法在外加磁场的作用下形成磁化，其磁化率接近于零。 结论： 通过磁化率测定实验，我们得到了不同物质的磁化率数据，并分析了其磁性特性。实验结果表明，磁化率是描述物质磁性的重要参数，能够用于研究物质的 磁性行为。不同物质的磁化率差异较大，这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。 进一步研究可以探究不同温度、不同材料组成对磁化率的影响，以及磁化率与 其他物理量之间的关系。这将有助于深入理解物质的磁性行为，并为相关领域 的研究提供重要参考。 总结： 本实验通过测定不同物质的磁化率，探究了它们的磁性特性，并分析了实验结果。磁化率是描述物质磁性的重要参数，能够用于研究物质的磁性行为。不同 物质的磁化率差异较大，这与它们的磁导率和磁性特性密切相关。进一步研究 可以拓展我们对磁性行为的认识，并为相关领域的研究提供重要参考。
物化实验_实验报告_磁化率
华南师范大学实验报告 课程名称：结构实验实验项目：磁化率的测定 一、实验题目：磁化率的测定 二、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. 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。 三、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： Hˊ=4πχH0 (1) 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χ m 表示磁化程度，它与χ的关系为 χm = χM/ρ(2) 式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。χm的单位为m 3 m ol? 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μ m = 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。它的称为反磁磁化率，用表示，且<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μ m ≠ 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χ m 是顺磁磁化率与反磁磁化率之 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。 .简单络合物的磁性与未成对电子 2、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：χm =χ顺= (NAμ0μm)/3kT (3) 式中NA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 )，μ 为
磁化率的测定 实验报告
磁化率的测定 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、预习要求 1.了解磁天平的原理与测定方法。 2.熟悉特斯拉计的使用。 三、实验原理 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 104，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χm或摩尔磁化率χM表示物
质的磁性质，它的定义是 χm = K/ρ（3） χM = MK/ρ（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χm和χM的单位分别是cm3?g-1和cm3?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.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χM就等于反磁化率χ反，且χM<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χM是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即 χM =χ顺 + χ反（5） 通常χ顺比χ反大约１～３个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χM>0。顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律 （6） 式中，NA为Avogadro常数;K为Boltzmann常数(1.38×10-16erg?K-1);T为热力学温度;μm为分子永久磁矩(erg?G-1)。由此可得
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
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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
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、钻、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 '=4n 。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 或摩尔磁化率M 表示物质的磁性质，它的定义是 M = MK/‘ (4) 别是 cm 3?g -1 和 cm 3?mo -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)，仃=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 就等于反磁化率 反，且 M < 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 式中，p 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 和M 的单位分 -K/ ?
大学物理化学实验报告络合物的磁化率的测定
大学物理化学实验报告络合物的磁化率的测定实验目的：通过实验测定络合物的磁化率，掌握磁化率的测定方法和技巧。 实验仪器：洛氏天平、电磁振荡器、振荡电路、Q计、恒温水浴器、实验室电子天 平。 实验原理：络合物的磁化率是指在外磁场的作用下，物质自身产生的磁场强度和外磁 场强度之比。磁化率是描述物质磁性的重要物理量。磁场的作用下，物质的磁矩将朝着磁 场方向排列，这个现象被称为磁化。当物质产生极化时，在极化过程中产生的电磁感应力，会引起磁化电流。用磁化电流制造磁场，又改变物质的磁极朝向，把磁场放置于物质的磁 场中使磁极反向，则外场所占的元素数越小，磁化强度越强。 实验步骤： 1.将洛氏天平调零，并将所需量的化合物精致称取后转移到可锡金属内。 2.将所需化合物置于电磁振荡器中，并加入微量的稳定剂。 3.振荡电路管路所接的Q计为230，测量电路输出的信号频率差，以求得振动频率。 4.将所需化合物加入到恒温水浴器中，约测温乘实验执行时的时间，记录所需化合物 的质量。 5.测量化合物的磁化率，将约6克的化合物加入到电磁振荡器的内锡金属中。开启泵浦，使化合物处于稳定状态。记录全质量平衡的精细称量，在稳定状态下开启振荡电路， 并标记振荡频率。 6.依照实验操作所得温度T值，计算化合物的磁化率，记录测量值。 7.将测试结果记录在记录表中，记录实验所用的仪器，设备的具体信息、操作步骤， 实验过程中所需注意的问题及所得数据与结论。 实验结果分析：实验结果表明，所得化合物的磁化率与温度呈正比例关系，在一定的 磁场强度下，化合物的磁化率随着温度升高而增加，在磁场消失后，化合物的磁化率随着 温度的升高而降低。
磁化率测定(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(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
显然，其中6个空轨道形成d2sp3的6个杂化轨道，它们能接受6个CN－离子中的6对孤对电子，形成共价配键。 2.2摩尔磁化率的测定 本实验用古埃磁天平测定物 质的摩尔磁化率χm，测定原理如 图2所示。 一个截面积为A的样品管， 装入高度为h、质量为m的样品 后，放入非均匀磁场中。样品管 底部位于磁场强度最大之处，即 磁极中心线上，此处磁场强度为 H。样品最高处磁场强度为零。前已述及，对于顺磁性物质，此时产生的附加磁场与原磁场同向，即物质内磁场强度增大，在磁场中受到吸引力。设χ0为空气的体积磁化率，可以证明，样品管内样品受到的力为： 考虑到ρ＝m/hA，而χ0值很小，相应的项可以忽略，
可得 在磁天平法中利用精度为0.1mg的电子天平间接测量F值。设△m0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化，△m为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化，则 式中、g为重力加速度(9.81m·s－2)。可得 磁场强度H可由特斯拉计或CT5高斯计测量。应该注意，高斯计测量的实际上是磁感应强度B，单位为T(特斯拉)，1T=104高斯。磁场强度H可由B =µ0H 关系式计算得到，H的单位为A·m－1。也可用已知磁化率的莫尔氏盐标定。莫尔氏盐的摩尔磁化率B 与热 m 力学温度T的关系为： 式中M为莫尔氏盐的摩尔质量(kg·mol－1)。 3.实验步骤 3.1打开励磁电源开关，电流表，打开电子天平的电 源，并按下“清零”按钮，毫特斯拉计表头调零，然后调节磁场强度约为100mT，检查霍尔探头是
磁化率的测定实验报告[华南师范大学物化实验]
磁化率的测定 一、实验目的 （1）掌握古埃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。 二、实验原理 2.1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+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、反铁磁性物质积累。其中，顺磁性物质χm>0而反磁性物质的χm<0。 2.1古埃法测定磁化率 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。 dF=κHAdH （2） 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 dF=（κ-κ0HAdH）（3） κ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题： （4）因H0H，且忽略κ0，则 （5）
磁化率的测定实验报告(华南师范大学物化实验)
磁化率的测定实验报告(华南师范大学物化实验)
磁化率的测定 一、实验目的 （1）掌握古埃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。 二、实验原理 2.1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+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，是宏观磁性质。在顺磁、反磁性研究中常用到χ和χ m ，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、反铁磁性物质积累。其中，顺磁性物质χ m >0而反磁性 物质的χ m <0。 2.1古埃法测定磁化率 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。 dF=κHAdH （2） 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 dF=（κ-κ0HAdH）（3） κ0表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是积分问题： （4） 因H H，且忽略κ0，则 （5） 式中，F可以通过样品在有磁场和无磁场的两次称量的质量差来求出。 F=（Δm 样-Δm 空 ）g 式中，Δm 样为样品管加样品在有磁场和无磁场时的质量差；Δm 空 为空样品