CARACTERIZACIÓN MAGNÉTICA DE ALGUNOS ELEMENTOS

Transcripción

1 U A M CARACTERIZACIÓ MAGÉTICA DE ALGUO ELEMETO M. C. Q. Alfredo Velásquez Márquez U A M Objetivos de la práctica EL ALUMO: 1. Aprenderá a utilizar el teslámetro para la medición de la intensidad de un campo magnético. 2. Con base en los datos experimentales, clasificará a los elementos empleados como diamagnéticos, paramagnéticos o ferromagnéticos. 3. Comparará la clasificación experimental de los elementos con la predicha a partir de su configuración electrónica. 1

2 U A M Dependiendo de su comportamiento en presencia de un campo magnético externo, las sustancias se pueden clasificar en: Diamagnéticas. ustancias que son repelidas por las líneas de flujo de un campo magnético externo. Paramagnéticas. ustancias que son atraídas por las líneas de flujo un campo magnético externo. Ferromagnéticas. ustancias que son fuertemente atraídas por las líneas de flujo de un campo magnético externo. U A M 2

3 U A M úmero cuántico de espín El cuarto número cuántico se denota con la letra s y se le denomina número cuántico de espín o de giro del electrón. orte magnético ur magnético ur magnético orte magnético U A M Hidrógeno: 1s 1 PARAMAGÉTICO 1s Helio: 1s 2 DIAMAGÉTICO 1s 3

4 U A M Diamagnéticas. ustancias que son repelidas por las líneas de flujo de un campo magnético externo. Presentan todos sus electrones apareados. Paramagnéticas. ustancias que son atraídas por las líneas de flujo un campo magnético externo. Presentan al menos un electrón desapareado Ferromagnéticas. ustancias que son fuertemente atraídas por las líneas de flujo de un campo magnético externo.? U A M Litio: 1s 2, 2s 1 PARAMAGÉTICO 1s 2s Berilio: 1s 2, 2s 2 DIAMAGÉTICO 1s 2s 4

5 U A M Boro: 1s 2, 2s 2, 2p 1 PARAMAGÉTICO 1s 2s 2p x 2p y 2p z 1s 2s 2p x 2p y 2p z Caben: 2 Hay: 2 Caben: 2 Hay: 2 Caben: 6 Hay: 1 U A M Carbono: 1s 2, 2s 2, 2p 2 Caben: 6 Hay: 2 PARAMAGÉTICO itrógeno: 1s 2, 2s 2, 2p 3 PARAMAGÉTICO Oxígeno: 1s 2, 2s 2, 2p 4 PARAMAGÉTICO Flúor: 1s 2, 2s 2, 2p 5 PARAMAGÉTICO eón: 1s 2, 2s 2, 2p 6 DIAMAGÉTICO 5

6 U A M Aluminio: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 1 PARAMAGÉTICO Cobre: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 4s 2, 3d 9 Cobre: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 4s 1, 3d 10 PARAMAGÉTICO PARAMAGÉTICO Hierro: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 4s 2, 3d 6 PARAMAGÉTICO 3d 6 : 3d XY 3d XZ 3d YZ 3d X 2 -Y 2 3d X 2 U A M ustancia paramagnética ur orte ur orte 6

7 U A M ustancia paramagnética ur orte ur orte U A M ustancia paramagnética 7

8 U A M ustancia paramagnética ur orte ur orte U A M ustancia paramagnética ur orte ur orte 8

9 U A M ustancia paramagnética ur orte ur orte U A M ustancia paramagnética 9

10 U A M ustancia ferromagnética paramagnética HIERRO COBALTO ÍQUEL ur orte ur orte U A M Configuración electrónica Aluminio: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 1 PARAMAGÉTICO Cobre: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 4s 1, 3d 10 PARAMAGÉTICO Hierro: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 4s 2, 3d 6 PARAMAGÉTICO 10

11 U A M Permeabilidad magnética (m) Puede considerarse como una medida de la facilidad con la que una sustancia permite el paso de las líneas de flujo de un campo magnético externo; es decir, que tan permeable es la sustancia al paso de las líneas de flujo de un campo magnético. ur orte ur orte U A M Permeabilidad magnética relativa (k m ) Es el cociente que resulta de dividir la permeabilidad magnética de una sustancia, entre un valor patrón; el cual, generalmente es la permeabilidad magnética del vacío cuyo valor es 4px10-7 [T m A -2 ]. Dependiendo del valor de k m, se puede determinar si una sustancia es diamagnética, paramagnética o ferromagnética con base en los valores siguientes: k m < 1 1 k m < k m Diamagnética Paramagnética Ferromagnética 11

12 U A M Desarrollo experimental U A M Cálculos y resultados B μ I 2 B μ 2 I y = m x + b 12

13 U A M Cálculos y resultados μ m 2 km μ μ o 13