实验一磁化率的测定
磁化率的测定(实验报告) zh
磁化率的测定武汉大学化学与分子科学学院 化学基地班专业摘要：本实验对磁介质在磁场中的磁化现象进行了探讨，通过逐渐增加样品管内样品高度及改变励磁电流强度探究磁化率测定的最佳样品高度和最佳磁场强度。
并通过对一些物质的磁化率的测定，求出未成对电子数并判断络合物中央离子的电子结构和成键类型。
此外，加强了对古埃法测定磁化率原理和技术的理解及熟练了磁天平的使用。
关键词：磁化率 古埃法 未成对电子前言： 磁化率是各种物质都普遍具有的属性。
考察组成物质的分子未成对电子的情况。
如果分子中的电子都是成对电子，则这些电子对的轨道磁矩对外加磁场表现出“抗磁性”或“反磁性”，该物质的磁化率将是一个负值，其数量级约10-5~10-6emu 。
但是如果分子中还存在非成对电子，那么这些非成对电子产生的磁矩会转向外磁场方向，并且这种效应比产生“抗磁性”的楞次定律效应强很多，完全掩盖了成对电子的“抗磁性”而表现出“顺磁性”，其磁化率是正值，数量级约10-2~10-5emu 。
原子核的自旋磁矩也会产生顺磁效应，不过核顺磁磁化率只有约10-10emu ，一般不予考虑。
上述的顺磁性和抗磁性均为弱磁性，其相应的磁化率都远小于1；还有一种“铁磁性”，其磁化率远大于1——被称为强磁性。
弱磁性和强磁性还有一个显著区别是：弱磁性物质的磁化率基本上不随磁场强度而变化，强磁性物质的磁化率却随磁场强度而剧烈变化。
[1]可见，测量磁化率可以区分物质的磁性类型，还可以检测外界条件改变时磁性的转变；测定顺磁性物质的磁化率，有助于计算出每个分子中的非成对电子数，从而推测出该物质分子的配位场电子结构。
前面的实验中我们不经检验直接就使样品高度为7cm,励磁电流为3A ，这次实验我们就要通过逐渐增加样品管内样品高度及改变电流强度探究磁化率测定的最佳样品高度和最佳磁场强度。
1.理论准备与实验操作1.1仪器与试剂古埃磁天平（包括磁场元件，电光天平，励磁电源等） 软质玻璃样品管1支装样品工具（研钵、角匙）一套 (NH 4)2SO 4·FeSO 4·6H 2O （分析纯） K 4Fe(CN)6·3H 2O （分析纯）1.2实验原理 [1] [2]物质的磁性可以用磁导率μ或者磁化率χ表示。
配合物磁化率的测定实验报告
配合物磁化率的测定实验报告实验目的：通过测定配合物的磁化率，了解配合物的磁性质。
实验原理：在磁性质方面，物质一般分为两类：磁性和非磁性。
磁性物质又可以分为顺磁性和铁磁性。
配合物是由中心金属离子和其它配体通过化学键结合而成的化合物，其磁性质主要由中心金属离子的电子自旋和轨道动量贡献决定。
顺磁性离子的电子云存在未成对的自旋电子，能够产生磁性，且磁矩大小与自旋电子数成正比。
铁磁性离子的电子云同样存在未成对的自旋电子，但受到晶格中近邻离子的作用而排列成磁矩，在外场存在条件下形成铁磁性。
对于配合物的磁性，由于晶体场等因素的影响，它的电子结构复杂，一般采用配合物的磁化率来描述其磁性质。
配合物的磁化率分为比较复杂的宏观磁化率和更为简单的分子磁化率两种。
在外场作用下，宏观磁化率与外场成正比，而分子磁化率与外场成立方关系。
实验仪器：恒温槽、磁极电桥、数字电桥、定时器、电磁铁等。
实验步骤：（1）将磁极电桥的灵敏度调节到10~20之间，使用定时器控制电磁铁的开关，使电磁铁依次通电、断电，来回震动度数管。
（2）将待测配合物样品装入玻璃球中，通过样品针尖、电桥铁磁组件和电磁铁的相对位置，将待测配合物样品与电磁铁分别置于同一磁场中，完成磁场的校准。
（3）将电磁铁通电，达到实验所需的磁场强度，并在恒温槽中调整温度，使样品达到稳定状态。
（4）通过数字电桥来测量待测配合物的电桥平衡电压，记录下加磁场前后的电桥平衡电压，计算出平均磁场值。
（5）根据实验数据计算出待测配合物的磁化率，重复实验三次，取平均值。
实验结果：试样名称 | 温度/℃ | 电桥平衡电压/V | 加磁场后电桥平衡电压/V | 磁化率/（mol/cm3）样品1 | 25 | 1.308 | 1.320 | 0.249×10-6样品2 | 25 | 1.306 | 1.322 | 0.248×10-6样品3 | 25 | 1.307 | 1.324 | 0.245×10-6根据计算，待测配合物的磁化率为0.247×10-6 mol/cm3。
磁化率的测定数据处理
磁化率的测定数据处理磁化率是描述某物质受磁场作用的程度的重要参数。
通过测定磁化率，可以深入了解物质的磁性质，并了解其与外界磁场的相互作用情况。
本文主要介绍了磁化率的测定及其数据处理方法。
一、磁化率的测定方法常见的磁化率测定方法有Susceptometer法和法拉第电桥法。
下面分别介绍这两种方法。
（一）Susceptometer法Susceptometer法是通过测量磁化物质在外界磁场作用下所呈现的磁化强度来确定其磁化率的方法。
通常使用交流恒磁场的自激振荡磁化强度(SRO)进行测量。
Susceptometer 的结构如图1所示：1、交流恒磁场发生器；2、圆柱形样品，左右两端连有线圈；3、SQUID (超导量子干涉器);4、低温漏斗。
测量方法如下：（1）将样品放入Susceptometer，经过恒温、吸氧等处理后，使用计算机控制交流恒磁场发生器，使其在一定的频率范围内施加不同磁场，得到由SQUID和样品产生的恒磁场和反向恒磁场的超导电流响应，通过一系列采样后存储于计算机；（2）计算机对采样进行处理，得到样品在不同频率下的SRO曲线，并根据该曲线计算出样品的磁化率。
（二）法拉第电桥法法拉第电桥法先测定磁场中两同时刻的电压，然后测定有样品存在的同步时间内的电压再进行比较，以求解样品的磁化。
（1）漏斗将样品置于交变磁场中，通过测量桥式电路的电压差ΔU ，计算样品磁化率。
（2）调整小动臂，使得样品的磁化强度为0,记录下来其与O引脚间的电压V0和隔板间的电压差U0,这样，电桥现在是平衡的。
（3）微调小动臂，使样品有一些磁化量，然后测量出它和O引脚之间的电压V1和隔板间的电压差U1。
此时，我们会发现电桥失去了平衡。
（4）根据电桥各个支路上的电压，导出磁化率公式并进行计算。
在进行Susceptometer测量时，关键是选择适当的交变磁场的频率范围。
需要注意的是，磁场的频率不能低于皮肤效应频率，也不能高于自旋共振频率。
磁化率的测定实验报告记录(华南师范大学物化实验)
磁化率的测定实验报告记录(华南师范大学物化实验)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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）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。
磁化率的测定(完成)
实验报告学生姓名学号专业年级、班级课程名称实验项目磁化率的测定实验类型验证设计综合实验时间年月日实验指导老师实验评分一、目的要求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。
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十4πI＝H十4πкH＝μH (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к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к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 = к/ρ称为克磁化率或比磁化率。
χm = кM/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，把物质分为反磁性物质、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。
调节电流的大小，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。
样品要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，此处磁场强度最强；另一端则在磁场强度为零处，即处在磁场强度可忽赂不计的位置。
样品在磁场中受到一个作用力。
dF = κHAdH ①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-κ0)HAdH ②表示空气的体积磁化率，整个样品的受力是个积分问题：F=∫(κ-κ0)HAdH = 1/2(κ-κ0)A(H2-H20) ③因H0＜＜H，且忽略κ0，则F = 1/2 κAH2④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。
磁化率的测定实验报告.doc
磁化率的测定实验报告.doc实验名称：磁化率的测定实验实验目的：了解磁化率的概念和测量方法，掌握测量原理及技术方法，并通过实验数据分析磁化率的影响因素。
实验仪器：磁场计、磁铁、铁氧体样品、毫伏表、恒流源、万用表。
实验原理：当物体受到外部磁场时，磁场的强度会对物体内部磁性物质的磁化度产生影响，磁化率是材料所具有的对磁场响应的能力，是表征物质磁性的基本物理量。
实验步骤：1.将铁氧体样品置于恒定的磁场中，调节磁场强度为 1.20 T，打开直流恒流源，通过样品产生一定的磁通量，记录相应的磁场强度值和电流值，测量样品长度为 10 cm，宽度为2.5 cm，厚度为 1.5 cm ，并记录样品的质量值为 200 g。
2.在 ch2 端接上毫伏表，将万用表的正负极分别接到直流电流源的输出端口和恒流源的输入端口，通过万用表测量工作电流的大小，依次将工作电流从 0.1A 逐渐增大至1.0 A，逐个记录电流值和相应的示数值并记录。
3.重复步骤 2，将磁场强度值调整为 0.80T,0.60T,0.40T,0.20T，并按照相同的操作测量数据并记录。
4. 根据测定结果计算磁化率的大小，并分析其影响因素。
实验结果与分析：1. 磁场强度和工作电流的关系：| B/T | I/A ||-----|-----||1.20 | 1.00||0.80 | 0.67||0.60 | 0.50||0.40 | 0.35||0.20 | 0.17|从上表可以发现，在磁场强度相同的情况下，随着工作电流的增大，示数值会逐渐增大，但是当工作电流过大时，示数值会出现下降现象，即在某一电流处磁场饱和，磁场增加无法改变示数值，因为当磁化度饱和时，样品的磁化率值已经达到最大值，磁场改变不会再使该数值发生变化。
2. 不同磁场下的磁化率大小：从上表可以看出，当磁场大小一定时，磁化率随着工作电流的增大而增大，因为随着磁场大小的增大，内部磁性物质的磁化度也会随之增大，样品的磁化率也相应增大。
物质磁化率测定
第 1 页 共 7 页物质磁化率测定一、实验目的：1、通过测定一些络和物的磁化率，求算未成对电子数和判断这些分子的配键类型。
2、掌握Gouy 法测定磁化率的原理和实验方法。
3、学会用霍尔法测定磁场强度。
二、实验原理：1、 磁化率物质在外磁场作用下，物质将会被磁化，产生一附加磁场。
此时物质内部的磁感应强度等于'0'0B H B B B +=+=μ （1）式中，B 0为外磁场的磁感应强度,由于在空气介质中，所以B 0＝μ0H ， H 为外磁场强度；μ0为真空磁导率，其值等于4π×10－7N/A 2。
B`为附加磁感应强度，对于顺磁性物质：`B 与`0B 方向一致，对于逆磁性物质：`B 与`0B 方向相反。
另外，对于顺磁性和逆磁性物质来说，其磁化的程度可用磁化强度矢量来描述，其与外磁场强度成正比M ＝χH （2） 式中， 为磁化强度，物理意义：单位体积的磁矩；χ为物质的体积磁化率，是物质的一种宏观磁性质，无量纲，表示单位磁场强度下单位体积的磁矩。
对于顺磁性物质：χ＞0；对于逆磁性物质：χ＜0。
在化学上常用的是质量磁化率χg 或摩尔磁化率χm 来表示物质的磁性质，其定义分别为：χg ＝χ/ρ （3） χM ＝Mr ·χg ＝χMr/ρ （4） 式中：ρ和Mr 分别为物质的密度和摩尔质量。
由于χ是无量纲的量，故质量磁化率χg 和摩尔磁化率χM 的单位分别是m 3/kg 和m 3/moL 。
2、 分子磁矩和磁化率 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，永久磁矩的指向在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，表现为顺磁性外，还由于它内部的电子轨道运动有感应的磁矩，其方向与外磁场方向相反，表现为反磁性，此类物质的摩尔磁化率χM 是其摩尔顺磁磁化率χ顺和摩尔逆磁磁化率χ逆之和。
磁化率的测定实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握古埃磁天平测定物质磁化率的实验原理。
2. 学会使用古埃磁天平进行实验操作，提高实验技能。
3. 通过测定不同物质的磁化率，了解其磁性质，为后续研究提供数据支持。
二、实验原理磁化率是指物质在外加磁场作用下，其磁化程度的大小。
磁化率分为顺磁化率和抗磁化率。
顺磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩增强的程度；抗磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩减弱的程度。
本实验采用古埃磁天平测定物质的磁化率。
古埃磁天平是一种利用磁力平衡原理的精密仪器，通过比较待测物质和已知磁化率物质的磁力，计算出待测物质的磁化率。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：古埃磁天平、电子天平、磁铁、砝码、样品管、样品（如FeSO4·7H2O、CoCl2·6H2O等）。
2. 实验试剂：蒸馏水。
四、实验步骤1. 将样品管洗净、烘干，并用电子天平称量其质量，记录为m1。
2. 将样品管放入古埃磁天平的样品盘，调整天平平衡。
3. 将磁铁放在样品管上方，调整磁铁位置，使天平失去平衡。
4. 读取天平指针的读数，记录为m2。
5. 将样品管放入样品盘中，调整磁铁位置，使天平恢复平衡。
6. 读取天平指针的读数，记录为m3。
7. 重复步骤4-6，共进行3次实验，取平均值。
8. 计算样品的磁化率。
五、实验数据与结果1. 样品管质量：m1 = 5.0000 g2. 空管电流：I0 = 0.0150 A3. 装入样品后的电流：I1 = 0.0290 A4. 重复实验的电流值：I2 = 0.0290 A，I3 = 0.0290 A5. 样品磁化率：χ = (I1 - I0) / (m1 10^-3) = 0.0140六、实验结果分析根据实验结果，样品的磁化率为0.0140，说明该样品具有顺磁性。
结合样品的化学性质，可以推断其可能含有未成对电子。
七、实验总结通过本次实验，我们掌握了古埃磁天平测定物质磁化率的原理和操作方法，提高了实验技能。
磁化率测定1
磁化率测定一实验目的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。
2. 掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。
二实验原理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表示磁度的变化，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 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= 0。
当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产磁矩µm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≠ 0。
这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场动量总和不等于零，分子磁矩µm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 χm 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。
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 = (L μ0μm )/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 6×10−23J ·K −1 )，µ 0为真空磁导率（4 π×10−7 N ·A −2），T 为热力学温度。
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＝χ顺，其值大于零，即χm>0。
反之和。
因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm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：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。
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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/ ?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 是摩尔顺磁化率与摩尔反 磁化率之和，即M =顺*反(5)通常 顺比反大约1~3个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其 M- 0。
顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律N A 吒 3KT-16 -1式中，N A 为Avogadro 常数；K 为Boltzmann 常数(1.38X 10 erg?K ); T 为热力学温度为分 子永久磁矩(erg?G -1 )。
由此可得由于 反不随温度变化(或变化极小),所以只要测定不同温度下的 M对1/T 作图，截矩即为 反，由斜率可求。
由于比 顺小得多，所以在不很精确的测量中可忽略反作近似处理2M -顺二A m(cm ?mol )(8)3KT顺磁性物质的 J m 与未成对电子数n 的关系为S 二忖.n(n 2) (9)式中，是J B 玻尔磁子，其物理意义是：单个自由电子自旋所产生的磁矩•JB = 9.273W -21erg?^1 = 9.373 W -28erg?^1 = 9.273 W -24J?T 12.3磁化率与分子结构(6)式将物质的宏观性质M与微观性质\联系起来。
由实验测定物质的M ，根据(8)式可求得％,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N^m 3KT子相对减少，所以是低自旋配位化合物。
例如Co3+其外层电子结构3d6，在络离子(C O F6)3-中，形成电价配键，电子排布为：WMXD O OOO3d 4s 4p此时，未配对电子数n=4，=4.97。
C O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)『-中则形成共价配键，其电子排布为：®@®OO O OOO3d 4s 4p此时，n=0, •幕=0o C O3+将6个电子集中在3个3d轨道上，6个CN -的孤对电子进入C O3+的六个空轨道，形成共价络合物。
2.4古埃法测定磁化率古埃磁天平如图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 o ）。
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dHdF 二 KAH dz（ 10）dz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1 2 2F （K -K o ）（H -H o ）A（11）2式中，K o 为样品周围介质的体积磁化率（通常是空气，K o 值很小）。
如果K o 可以忽略，且H o =O 时，整个样品受到的力为1 2F = KH A（12）2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 △W 为施加磁场前后的称量差，则F = 1 KH 2A =g W由于r ，V 代入上式得WH式中，△ W 空管+样品为样品管加样品后在施加磁场前后的称量差 （g ）; △ W 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?-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y 9500 一小_6 / 3亠-1、一 厂、m10 （cm ?g ） （15）T +13.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(13)(cm 3?mol -1) (14)2（ - ：^V 空管■样品■二空管）ghM莫尔氏盐(NH4)2SO4?FeSQ?6H2O(分析纯)；FeSO4?7H2O(分析纯);aFe(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 o，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(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。
空管+样品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?3HzO 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) o5. 实验数据记录与处理5.1实验数据室温t=29.0C 磁场强度/T0.000.300.350.400.350.300.00空管质量/g13.573813.575613.573613.575813.576113.576320.379120.378820.3750莫尔氏盐质量/g20.373920.377920.379830s样品1质量/g21.138021.146321.149321.140021.138921.1337样品2质量/g20.189020.182120.181820.180620.179120.1811—m 样13KT MN A3 302.15 1.38 10*6 1.334 10^ V 6.02 "023-5.265 10 ②erg G -1，n 2=4.76根据实验结果样品一为FeSO 4?7H 20,样品二为K 4Fe （CN ）6?3H 2O 。
由上表数据得出在不同5.2计算各样品的摩尔磁化率 M 、永久磁矩m 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）得得摩尔盐的单位质量磁化率，T=302.15K, M 莫尔氏盐=392.14g/mol,得虽m =3.1338X10-5 cm 3?g -1,CQ Q莫尔 氏盐的摩尔磁化率为=329.14X 3.1338X 10" =1.0314X10" cm /mol 。
且N 卩2M=■ A m， 查阅文献得 M Feso4?7H2o =278.01g/mol ， 3KT_21 -1 3=9.273 X 021erg?G 1o当 H=300mT 时，m 标=6.8020g ，m 样 1=7.5668g, m 样2=6.6048g 。
因为M < 0，故帥不存在，n 2=0o当 H=350mT 时，m 标=6.8048g ，m 样 1=7.5700g, m 样2=6.6065g 。
M 样 1 =3.1338 乂10-5辺 6.8048 汉。
.0088 -^000：)疋278.01= 1.334 "0^cm 3/molM 10.005 -(-0.0004) 7.5700_ 2（心W 空管爭品-AW 空管）ghM 样M 样_m 样H 2(a)， M 标2（ •' W 空管标准-匚W 空管）ghM 标m 标H 2(b) o计算詈，则得到M 样（:W 空样- W 空）M 样m 标（：W 空标-:W 空）M 标m 样一 /标m标W 样-'W 空 W 标-：W 空根据公式M K4Fe(CN)6?3H2O =383.24g/mol ，= 3.1338 10-56.80200.0068 -0.0008 0.0039 —0.0008 278.017.5668= 1.516 10^cm 3/mol3KT M,N A3 302.15 1.38 10‘6 1.516 10’ V 6.02 X1023-5.612 10‘°erg G -1，n 1=5.13 = 3.1338 10-56.8025-0.0045 -0.0008 383.24 --------------------------------------------------------- A . ---------------------------0.0039 -0.00086.6048=-2.115 10，cm 3/mol-0.0038 -(-0.0004)383.246.80480.005 -(-0.0004) 6.6065因为7M < 0, 故呵不存在，n 2=0。