Парамагнетизм газов

Поскольку восприимчивость диамагнитных металлов, как правило, не зависит от температуры, то, по Дорфману, не должен зависеть от температуры и парамагнетизм электронов проводимости. Количественное объяснение этого важного опытного факта оказалось возможным лишь после появления квантовой механики. Если бы электроны проводимости в металлах подчинялись законам классической физики, то парамагнетизм электронов был бы в основном аналогичен парамагнетизму газов, т. е. восприимчивость должна была бы резко зависеть от температуры по закону Кюри (545), чего в действительности не наблюдается. [c.303]

Значительный парамагнетизм кислорода, резко выделяющий его среди других газов и паров, делает магнитный метод селективным для кислорода, длн определения которого он практически только и применяется. [c.603]

Фарадей Майкл (1791—1867) — английский физик и химик, основоположник учения об электромагнитном иоле. Открыл явление электромагнитной индукции. Получил жидкий хлор и некоторые другие газы. Осуществил количественные исследования электролиза. Открыл явления парамагнетизма и диамагнетизма. [c.288]

Анализ газовых смесей на магнитных газоанализаторах основан на различиях парамагнитных свойствах газов. На практике анализаторы этого типа используются ддя определения О2, обладающего достаточно высоким парамагнетизмом в воздухе, в смеси непредельных углеводородов, в промышленных газах цементных печей и топочных газах. Точность определения составляет 2—5 %. [c.237]

Отмечается монотонность изменения температурного коэффициента [22]. Но многими замечено нарушение этой монотонности в области температур 30—45 °С [17, 23]. Это соответствует так называемой точке Кюри при 35 °С, обусловленной скачкообразным изменением структуры воды [24]. В работе [25] указывается, что аномальность свойств воды в пределах 30—50°С связана с поляризационным магнетизмом, зависящим от характера распределения электронной плотности и очень чувствительным к изменению взаимодействия частиц в системе. Результаты опытов Р. Чини показывают, что присутствующие в воде растворенные газы влияют на точку Кюри, тем самым подтверждается влияние этих газов на структуру воды [17]. Особенно заметно влияние других примесей на структуру воды и ее магнитную восприимчивость. Магнитная восприимчивость воды очень сильно зависит от вида и концентрации примесей. Многие из них обладают парамагнетизмом, который накладывается на диамагнетизм воды и иногда перекрывает его. Поэтому величина и характер магнитной восприимчивости раство- [c.19]

Слабый парамагнетизм металлов в твердом, кристаллическом состоянии отличается от парамагнетизма ионов не только своей малой величиной (всего 1—2% боровского магнетона), но и тем, что он практически не зависит от температуры. Это можно объяснить при помощи предположения, которое было сделано и для объяснения электропроводности металлов. Оно заключается в том, что свободные электроны образуют в металле электронный газ, причем атомы металла не принимают участия в движении. [c.159]

Парамагнетизм. Необычное физическое свойство, проявляющееся, в существенной мере только у кислорода и окислов азота. Эти газы притягиваются магнитным полем и выталкивают другие вещества оцределение их концентрации возможно путем непосредственного изме-рения выталкивающей силы или на основе измерения потерь тепла при омывании нагретого тела. [c.409]

С другой стороны, р-электроны атомов и соответствующие тг-электроны молекул, имеющие квантовое число 1=1, обладают и орбитальными и спиновыми моментами. Но результирующий магнитный момент равен нулю не только у систем с двумя 5 - и шестью /1-электронами, образующими нормальный стабильный октет, как в структурах инертных газов, но также у систем с двумя 5- и двумя р-электронами, которые в спектроскопии обозначаются как зРо. Такие системы имеются у атомов углерода, олова и свинца. С другой стороны, системы, содержащие четыре р-электрона, как в атомах кислорода и серы, могут обладать результирующим моментом. Одно из нормальных спектроскопических состояний атома кислорода, а именно, состояние Рг соответствует атому, имеющему магнитный момент. С химической точки зрения существенно, что те атомы и молекулы, которые содержат нечетное число электронов, имеют некомпенсированный электронный спин и поэтому должны обладать результирующим магнитным моментом. Возможные значения магнитного момента любой такой системы строго ограничены они определяются квантовыми законами. Резонансные взаимодействия между электронными группами и обменная энергия образования связей не влияют на эти значения. Как будет показано на стр. 34-41, только те вещества, которые обладают постоянными магнитными моментами, обнаруживают парамагнитные свойства. Поэтому для всех органических соединений и других производ- ных легких элементов парамагнетизм можно рассматривать как физическое свойство, являющееся индикатором на свободные [c.30]

Получение и свойства кислорода. Обычный кислород состоит из двухатомных молекул Оз- Это бесцветный газ, не обладающий запахом, слабо растворимый в воде — 1 л воды при 0° и 1 атм растворяет 48,9 мл кислорода. Кислород конденсируется в бледно-голубую жидкость при температуре кипения —183,0° и при дальнейшем охлаждении замерзает при —218,4°, образуя бледно-голубое твердое кристаллическое вещество. В твердом, жидком и газообразном состоянии кислород обладает парамагнитными свойствами. Парамагнетизм явление редкое, парамагнитными свойствами обладают переходные металлы и их металлические соли большинство других веществ — диамагнитны. [c.100]

В ионных К., характеризующихся полным переносом заряда, расстояния между компонентами определяются силами Кулона. Это термически наиболее устойчивые вещества, нек-рые из них выдерживают нагревание до 200—250° С. В таких К. реализуется основное парамагнитное состояние <т=10-1< — ю- сим/м. В нек-рых случаях парамагнетизм ионных К. может быть обусловлен газом свободных электронов. Такие системы обладают максимальными значениями а=1-10 сим/м при ,=0,03—0,2 эв. [c.541]

Свойства простого вещества и соединений. Кислород в обычных условиях — бесцветный газ (толстые слои имеют голубую окраску), без вкуса и запаха жидкий — слегка голубоватый, твердый — интенсивно голубой. Малорастворим в воде (на 100 объемов воды — 5 объемов кислорода). Однако кислорода, содержащегося в растворенном виде в воде, хватает для поддержания жизни рыб, китов и водорослей. Существует кислород в трех видах атомарный О, молекулярный Оа и в виде озона Оз. Последнюю аллотропную модификацию можно рассматривать как производное кислорода со степенью окисления +4. Молекула озона диамагнитна (в отличие от парамагнетизма Ог), имеет угловую форму [c.230]

Газообразные Ог, Од. N0 и N02 также можно рассматривать как свободные радика.лы, и применить для анализа этих газов и определения их свойств в адсорбированном состоянии классические методы изучения парамагнетизма. [c.423]

Наличие этой ориентации моментов означает, что у газа оказывается результирующий магнитный момент, т. е. намагниченность, направленная параллельно внешнему полю. Эта намагниченность возрастает как с усилением поля, так и с понижением темп-ры, т. е. с уменьшением теплового движения молекул она убывает с ростом теми-ры пли с ослаблением ноля. Это явленно на ), парамагнетизмом. Выяснено, что намагниченность в этом случае нри не слишком низких темп-рах и в слабых полях [c.508]

В жидких и особенно твердых телах, атомы или молекулы к-рых обладают собственным магнитным моментом, парамагнетизм несколько иначе зависит от темп-ры, чем в газах, благодаря более или менее сильному взаимодействию частиц друг с другом. В этом случае вместо закона Кюри (7) восприимчивость Хрщ следует формуле [c.509]

Если угольному катализатору дать возможность адсорбировать кислород при температуре жидкого воздуха, то орто-пара-равновесие достигался заметно скорее возможно, это обусловлено парамагнетизмом адсорбированных молекул кислорода. Если газ поглощен при более высоких температурах, а именно выше — 80°, то каталитическая активность древесного угля уменьшается это явление. отравления объясняется, повидимому, непосредственным химическим соединением кислорода с углеродом, благодаря которому насыщаются свободные валентности последнего и умень- [c.106]

В промышленном производстве азотной кислоты путем пропускания воздуха через электрическую дугу ( 3500°) или каталитическим окислением аммиака. N0 является термически неустойчивым газом, легко реагирующим с кислородом с образованием N02— следующего промежуточного продукта в производстве азотной кислоты. Для N0 нельзя написать одну простую валентную схему поэтому в методе валентных связей для объяснения ее устойчивости и парамагнетизма вводилось предположение о существовании трехцентровой связи типа .N=0 В методе молекулярных орбиталей эта молекула описывается следующим образом [c.292]

Исследование температурной зависимости парамагнетизма, проведенное в присутствии парамагнитного газа — кислорода, устраняющего СВЧ-насыщение сигнала ЭПР, показало, что парамагнетизм подчиняется закону Кюри [14]. С повышением поверхностной концентрации пигментов параметры сигналов сохраняются, [c.214]

В электромагнитной системе СГС = 9,273 0,002-10 Э-см . Величины М . и определяются квантовыми числами /, и 5. Для многих атомов и ионов (особенно с конфигурацией инертного газа, которые обладают основным 5-состоянием см. разд. 5.5) /, = О и 5 = 0, поэтому они не имеют ни орбитального, ни спинового момента и, следовательно, не обладают парамагнетизмом. В этом случае мы сталкиваемся только с магнетизмом, индуцированным в атомах и ионах внешним полем, который не идентичен парамагнетизму. Этот наведенный магнетизм ориентирован против внешнего поля и он имеет отрицательный знак (ситуация, обратная по сравнению с индуцированным дипольным моментом). Его называют диамагнетизмом, так как испытуемый образец диамагнитного вещества в однородном магнитном поле ориентируется перпендикулярно ( диагонально ) к линиям поля. Таксе поведение основано на том, что индукция круговых токов в атоме происходит так, что возникающий наведенный магнитный момент [c.153]

Парамагнетизм кислорода — единственное физическое свойство, резко отличающее кислород от других газов. Газом со сравнимой восприимчивостью является окись азота. Все остальные газы по [c.223]

Полубояров В.А. Природа электронного парамагнетизма и оптического поглощения пиролизованных органических вещенств./ Материалы IV междуна-родной конференции "Химия нефти и газа" 2-6 октября 2000, Томск. Том [c.132]

При наличии у атомов вещества свободных электронов (металлы, полупроводники) появляется особый вид диа- и парамагнетизма, когда действием внешнего магнитно1о поля спиновые магнитные моменты свободных электронов ориентируются, вследствие чего возникает парамагнетизм электронного газа. При наложении внешнего магнитного поля хаотически движущиеся электроны начинают перемещаться по замкнутым орбиталям, что вызывает Диамагнетизм. Соотношение диа- и парамагнетизма для различных металлов неодинаково. Так, у щелочных металлов преобладает парамагнетизм, а у сурьмы и висмута —диамагнетизм. При малых концентрациях свободных электронов (полупроводники) магнитная восприимчивость существенно зависит от температуры, при высоких концентрациях (металлы) — почти не зависит от нее. [c.192]

NO — бесцветный токсичный газ (/кип== 151,7°С), состоит из довольно прочных молекул, которые начинают распадаться лишь при 500°С, что объясняется высокой кратностью связи, равной 2,5 между атомами N и О (см. табл. 5). Наличие одиночного электрона на одной из разрыхляющих орбиталей молекулы N0 объясняет ее меньшую прочность по сравнению с прочностью N2, ее парамагнетизм (см. гл. III, 6) и склонность к реакциям присоединения других радикалов. Поэтому добавление N0 в полимеризующуюся смесь мономеров приводит к обрыву цепи и прекращению процесса полимеризации. Молекула NO может терять неспаренный электрон, образуя нитрозоний-ион NO" ", который входит в состав [c.257]

Ван-Флек показал, что для электронных облаков, обладающих сферической симметрией или осевой симметрией относительно поля Я, парамагнитный поляризационный член %р равен нулю. Таким образом, оказывается, что ван-флековский парамагнетизм связан с асимметрией электронной плотности и если она отсутствует, то порядок величины атомной диамагнитной восприимчивости газа, определяемый по формуле квантовой теории (542), такой же, как и по классической формуле (541а). [c.297]

Формула (554) показывает, что квантовый газ свободных электронов обладает диамагнетизмом, который при обычных условиях нельзя непосредственно наблюдать, так как он перекрывается в три раза более сильным положительным паулиевским спиновым парамагнетизмом (553). Обнаружить его (см. ниже) можно только в области низких температур и при наличии достаточно сильных внешних магнитных полей бН- > к Т). [c.305]

Для бензина парамагнетизм обнаруживается на пределе чувствительности прибора. Кривые изменени.я парамагнетизма для легкого газойля и тяжело1 о газо й.ля при повышении температуры от 30 до 1.90 С приведены на рис, 1.2. Для обоих образцов наблюдается рост п а рам а ги ети з м а. В результате охлаждения — от высоких температур к низким [c.6]

Параллель между магнитной чувствительностью и каталитической активностью элементов, служащих катализаторами, была доказана экспериментально в нескольких примерах. Фаркаш и Захссе [97] показали, что парамагнитные газы (кислород, двуокись азота и окись азота) индуцируют каталитическую конверсию pH2->i H2 таким же образом, как и ионы группы железа или ионы редких земель. Однако нельзя провести параллели между ролью парамагнитных катализаторов в этой реакции и ролью, которую они играют в любой другой известной реакции, так как пара- орто- превращение происходит без разрушения или образования химических связей, скорее оно заключается в изменении магнитных свойств существующей связи, поскольку магниты, как и следует ожидать, являются хорошими катализаторами для осуществления магнитных возмущений (Кассель). Розенбаум и Хогнесс [2П] нашли, что атомы иода катализируют пара-орто-превращение водорода вследствие своего парамагнетизма. Была сделана попытка сравнить изменения магнитных свойств определенных каталитических смесей при термической обработке, и их поведение при каталитическом разложении окиси азота или окислении окиси углерода [146]. Увеличение активности катализатора совпадало с образованием на поверхности парамагнитной аморфной пленки, специфичной для природы смешанных катализаторов в определенных интервалах температуры. [c.82]

Наиболее общее свойство П., отличающее их от полимеров, не содержащих блоков сопряжения,— наличие парамагнитных центров (ПМЦ). Спектр ЭПР таких иолимеров обычно иредставляет собой узкий (ширина 0,5—15 редко до 50 эрстед) одиночный сигнал с -факто-ром, близким к -фактору свободного электрона g 2,00). Концентрация неспаренных электронов составляет 101 —10-1 спин/г, или 1 спин на 10—10 молекул. Темп-рпая зависимость интенсивности сигнала, как правило, соответствует закону Кюри (см. Электронный пара.чагнитный резонанс, Полупроводники полимерные). Форма линии, интенсивность и ширина сигнала могут зависеть от характера предварительной обработки образца, томп-ры измерения и наличия адсорбированных газов или др. добавок. Наиболее удовлетворительное объяснение основных особенностей парамагнетизма П. дают след, две гипотезы. [c.498]

Парамагнетизм, не зависящий от температуры (большей частью только в незначительной степени), часто наблюдается у соединений, в которых имеются ионы переходных металлов с оболочками типа инертных газов, например К2СГО4, КМПО4, иГе. [c.341]

ИОНОВ и атомных остовов (см. т. II, гл. 1). Та часть магнетизма металлов, которая связана с электронным газом, практически не зависит от температуры, так как магнитное поле может ориентировать лишь такое число электронов в направлении поля, которое вследствие поглощения энергии может быть поднято на незанятые еще энергетические уровни. Это число пропорционально силе поля, но приближенно не зависит от температуры (Pauli, 1927). В простейшем случае магнетизм металла можно просто рассчитывать, находя алгебраическую сумму парамагнетизма, вызываемого электронами проводимости, и магнетизма атомных остовов. При этом для металлов может получаться положительная восприимчивость, хотя их ионы и обладают законченными электронными Оболочками и, следовательно, отрицательной восприимчивостью. Так, щелочные и щелочноземельные металлы парамагнитны, хотя их ионы диамагнитны. [c.342]

Характеристика элемента. У кислорода по сравнению с атомом азота падает величина энергии ионизации, что вызвано спариванием электронов. В атоме азота пять электронов второго уровня занимают 2s2- и 2/ з-орбитали. При этом каждый из трех 2р-электронов располагается на одной из трех2р-орбиталей. В атоме кислорода на этом втором уровне появляется шестой электрон, так как уже нет свободной 2р-орбитали, то этот электрон вынужден располагаться на одной из тех 2р-орбиталей, где уже есть электрон. Межэлектронное отталкивание резко возрастает и перекрывает эффект действия заряда ядра. Кислород ионизируется легче, чем азот. Этим, между прочим, объясняется содержание ионосферы Земли, где много озона и ионов кислорода. Атом О имеет электронную конфигурацию ls 2s 2pJ2py 2p в которой находятся два неспаренных электрона. Иначе говоря, этот атом — бирадикал, а радикальные частицы — одни из самых активных. Действительно, кислород реагирует со всеми элементами, кроме гелия, неона и аргона. Он предопределяет форму существования всех остальных элементов. В свободном состоянии кислород — двухатомный парамагнитный газ. Его парамагнетизм обусловлен тем, что при образовании связей между двумя атомами у каждого из них остается неспаренным один электрон O = d . Кислород — электроотрицательный элемент и по величине электроотрицательности уступает только фтору. В подавляющем большинстве случаев ему приписывают степень окисления —2, хотя известны для него и другие степени окисления —1, О, -fl, 4-2, +4. [c.229]

Полимеры с системой сопряжения обладают свойствами, не характерными для обычных органических веществ (парамагнетизм, фотоэлектрическая чувствительность, полупроводниковые свойства, каталитическая и ингибирующая активность и т. д.). Это обусловлено делокализацией я-электронов по цепи сопряжения, что приводит к сближению их энергетических уровней, снижению потенциала ионизации, возрастанию сродства к электрону, повышению поляризуемости макромолекул. Благодаря специфической реакционной способности в отношении к свободным радикалам полисопря-женные системы оказывают существенное влияние на скорость и направление термических превращений низко- и высокомолекулярных органических соединений [7—10]. Так, например, при введении очень малых количеств полимера (— 1%), содержащего парамагнитные центры (пмц), в антрацен процесс низкотемпературного пиролиза последнего ускоряется. Изменение общего количества и характера выделяющихся газов, а также соотношения выходов растворимых и нерастворимых фракций (рис. 1—3) свидетельствует о том, что механизм процесса в присутствии добавок сопряженных полимеров изменяется. [c.164]

В связи с трудностями исследования одноатомных парамаг нитных газов, на которых можно было бы проверить уравнени Ван-Флека, мы обратимся к парамагнитным солям и их раство рам. Можно надеяться, что по крайней мере в некоторых случая) взаимодействие между ионами будет незначительным. В обще случае это не верно, но редкоземельные элементы являюта в этом отношении исключением, ибо в них электроны, ответствен ные за парамагнетизм, в значительной степени экранированы о-внешнего влияния. Электронная конфигурация редкоземельные элементов такова [c.88]

При стоянии способность раствора цианида кобальта к восстановлению постепенно снижается (т. е. уменьшается количество водорода, которое он может поглотить). Параллельно уменьшается парамагнетизм раствора, обусловленный вначале наличием одного неспаренного электрона у каждого иона кобальта (И). Этот процесс старения может вызываться диме-ризацией. По-видимому, димер не способен к восстановлению, но аналогично восстановленному комплексу кобальта (I) активирует водород и катализирует обмен Ог — НаО. Активность всех этих катализаторов намного выше, чем у большинства гомогенных катализаторов гидрогенизации, рассмотренных ранее. Интересно, что в случае димера Со(П) состава og ( N) " и дикобальтоктакарбонила в комбинированной внешней оболочке обоих атомов кобальта содержится по 34 электрона. Казалось бы, что при отсутствии сильного взаимодействия между атомами кобальта в этих комплексах каждому из них не хватает только два электрона до конфигурации заполненной оболочки. Комплексу же o N) с 17 внешни.ми электронами не хватает до конфигурации инертного газа одного электрона. [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология