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4，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物10H）高达H′比H大得多（H′/金，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??表示物质的磁性质，它的定义是或摩尔磁化率单位质量磁化率Mm??(3)/?Km??(4)/?MKM??的单位分和M分别是物质的密度和摩尔质量。由于K是无量纲的量，所以式中，ρ和Mm3-13-1?mol?g。cm和cm别是磁感应强度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??，且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。其就等于反磁化率M反?<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M1是摩尔顺磁化率与摩尔反顺磁性物质的摩尔磁化率产生顺磁性。顺着外磁场方向排列，?M磁化率之和，即???(5)??M顺反???。顺磁化率与分比个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其大约通常1~30?M顺反子永久磁矩的关系服从居里定律2?N?mA?(6)顺KT3-1-16?为分);T10为热力学温度erg?K;×式中，N为Avogadro常数;K为Boltzmann常数(1.38Am-1G。由此可得)子永久磁矩(erg?2?N??mA??(7)M反KT3???，作图，所以只要测定不同温度下的截矩即为对1/T由于不随温度变化(或变化极小)，M反反???。由于比作近似处理小得多，所以在不很精确的测量中可忽略由斜率可求m顺反2?N-1-3??mAmol???(8))(cmM顺KT3?的关系为与未成对电子数n顺磁性物质的m??(9))2n?n(?Bm?玻尔磁子，其物理意义是:单个自由电子自旋所产生的磁矩式中，是.B-21-1-28-1-24-1?J?Terg?Gerg?G10=9.373×=9.273×1010=9.273×B2.3磁化率与分子结构???，根据由实验测定物质的(8)式将物质的宏观性质(6)式可与微观性质联系起来。mMM?，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，判断络合求得m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2共价络合物则以中心离子空的所以是高自旋配位化合物。合物中，含有较多的自旋平行电子，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，63+，在络离其外层电子结构3d自旋平行的电子相对减少，所以是低自旋配位化合物。例如Co3-(CoF)中，形成电价配键，电子排布为：子6-??以静电力相吸引形成以上面的结构与Co6个此时，未配对电子数n=4，=4.9F。Bm3-电价络合物。而在[Co(CN)]中则形成共价配键，其电子排布为：6-3+?的孤对电子进入轨道上，CN6个3，此时，n=0=0。Co将6个电子集中在个3dm3+Co的六个空轨道，形成共价络合物。2.4古埃法测定磁化率1.磁铁样品管2.3.电光天平图Ⅰ古埃磁天平示意图3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)。整个样品管处于不均匀磁场中。设圆柱形样品0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dHdzKAHdF?（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122)HAK)(HF??(K?(11)002式中，K为样品周围介质的体积磁化率(通常是空气，K值很小)。如果K可以忽略，且H=00000时，整个样品受到的力为12AKHF?(12)2在非均匀磁场中，顺磁性物质受力向下所...