A paramágneses és a diamágneses anyagok közötti fő különbség az, hogy a paramágneses anyagokat külső mágneses mezők vonzzák, míg a diamágneses anyagok taszítják a mágneses tereket.
Az anyagok általában gyenge mágneses tulajdonságokat mutatnak külső mágneses tér jelenlétében. Egyes anyagok a külső mágneses térhez vonzódnak, míg mások taszítják azt. A mágneses viselkedés ezen különbsége miatt az elemeket és vegyületeket két típusba sorolhatjuk, nevezetesen paramágnesesre és diamágnesesre. Azok az anyagok, amelyek vonzódnak a külső mágneses terekhez, a paramágneses anyagok. Másrészt a külső mágneses tereket taszító anyagok a diamágneses anyagok.
Mi az a paramágneses?
A paramágnesesség a rendszerben lévő párosítatlan elektronok miatt következik be. Minden elemnek különböző számú elektronja van, és ez határozza meg kémiai jellegét. Attól függően, hogy ezek az elektronok hogyan töltik be az adott atom magja körüli energiaszinteket, néhány elektron párosítatlan marad. Ezek a párosítatlan elektronok kis mágnesekként működnek, mágneses tulajdonságokat okozva külső mágneses tér hatására. Valójában ezeknek az elektronoknak a spinje okozza a mágnesességet.
A paramágneses anyagok permanens dipólus mágneses momentumokkal rendelkeznek a párosítatlan elektronok spinje miatt még külső mágneses tér hiányában is. De ezek a dipólusok véletlenszerűen orientálódnak a hőmozgás következtében, így nulla nettó dipólus mágneses momentumot adnak. Amikor külső mágneses teret alkalmazunk, a dipólusok hajlamosak az alkalmazott mágneses tér irányába igazodni, ami nettó dipólus mágneses momentumot eredményez. Ezért a paramágneses anyagok enyhén vonzódnak a külső mágneses térhez. De az anyag nem tartja meg a mágneses tulajdonságait, ha eltávolítjuk a külső mezőt. Csak kismértékű indukált mágnesezés jön létre külső mágneses tér jelenlétében is. Ennek az az oka, hogy a spineknek csak egy kis része orientálódik a külső mágneses térrel. Ezenkívül ez a hányad egyenesen arányos a létrehozott mező erősségével.
01. ábra: Paramágneses és diamágneses anyagok elektronelrendezése
Általában minél nagyobb a párosítatlan elektronok száma, annál nagyobb a paramágneses viselkedés és nagyobb a létrehozott tér erőssége. Ezért az átmeneti és belső átmeneti fémek erősebb mágneses hatást mutatnak a „d” és „f” elektronok lokalizációja, valamint több párosítatlan elektron jelenléte miatt. Néhány általánosan ismert paramágneses elem a magnézium, a molibdén, a lítium és a tantál. Vannak erősebb szintetikus paramágnesek is, mint például a „ferrofluidok”.
Mi az a diamágneses?
Egyes anyagok hajlamosak taszító mágneses viselkedést mutatni, ha külső mágneses térrel érintkeznek. Ezek a diamágneses anyagok. Mágneses mezőket hoznak létre, amelyek ellentétesek a külső mágneses tér irányával, és ezáltal a taszító viselkedést mutatják. Általában minden anyag rendelkezik diamágneses tulajdonságokkal, ami gyengén járul hozzá az anyag mágneses viselkedéséhez, ha külső mágneses térnek van kitéve. De az olyan anyagokban, amelyek más mágneses tulajdonságokat mutatnak, mint például a paramágnesesség és a ferromágnesesség, a diamágnesesség hatása elhanyagolható. Gyenge mágneses tulajdonsága miatt a diamágnesesség hatásait nehéz megfigyelni. A „bizmut” erős diamágnesként működik.
Mi a különbség a paramágneses és a diamágneses között
A paramágneses kifejezés egy anyag külső mágneses térhez való vonzódását jelenti, míg a diamágneses kifejezés egy anyag taszítását jelenti egy külső mágneses tértől. Ennek főként az az oka, hogy a paramágneses anyagokban vannak párosítatlan elektronok, míg a diamágneses anyagokban nincs párosítatlan elektron. Ez az alapvető különbség a paramágneses és a diamágneses anyagok között.
Egy másik fontos különbség a paramágneses és a diamágneses anyagok között, hogy a paramágneses anyagok által létrehozott mágneses tér a külső mágneses tér irányába mutat, míg a diamágneses anyagok által létrehozott mágneses tér ellentétes a külső mágneses térrel.
Az alábbi infografika a paramágneses és diamágneses anyagok közötti különbségek összehasonlító összefoglalását mutatja.
Összefoglaló – paramágneses kontra diamágneses
Az anyagokat három fő típusra oszthatjuk mágneses tulajdonságaik szerint; ezek diamágneses, paramágneses és ferromágneses anyagok. A paramágneses és a diamágneses anyagok közötti különbség az, hogy a paramágneses anyagokat a külső mágneses mezők vonzzák, míg a diamágneses anyagok taszítják a mágneses tereket.
