1、磁化率的測(cè)定1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1測(cè)定物質(zhì)的摩爾磁化率，推算分子磁矩，估計(jì)分子內(nèi)未成對(duì)電子數(shù)，判斷分子配鍵的類型。1.2掌握古埃(Gouy)磁天平測(cè)定磁化率的原理和方法。2.實(shí)驗(yàn)原理2.1摩爾磁化率和分子磁矩物質(zhì)在外磁場(chǎng)H0作用下，由于電子等帶電體的運(yùn)動(dòng)，會(huì)被磁化而感應(yīng)出一個(gè)附加磁場(chǎng)H。物質(zhì)被磁化的程度用磁化率χ表示，它與附加磁場(chǎng)強(qiáng)度和外磁場(chǎng)強(qiáng)度的比值有關(guān)：χ為無(wú)因次量，稱為物質(zhì)的體積磁化率，簡(jiǎn)稱磁化率，表示單位體積內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，反映了

2、物質(zhì)被磁化的難易程度。化學(xué)上常用摩爾磁化率χm表示磁化程度，它與χ的關(guān)系為式中M、ρ分別為物質(zhì)的摩爾質(zhì)量與密度。χm的單位為m3mol－1。物質(zhì)在外磁場(chǎng)作用下的磁化現(xiàn)象有三種：第一種，物質(zhì)的原子、離子或分子中沒(méi)有自旋未成對(duì)的電子，即它的分子磁矩，m=0。當(dāng)它受到外磁場(chǎng)作用時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)的“分子電流”，相應(yīng)產(chǎn)生一種與外磁場(chǎng)方向相反的感應(yīng)磁矩。如同線圈在磁場(chǎng)中產(chǎn)生感生電流，這一電流的附加磁場(chǎng)方向與外磁場(chǎng)相反。這種物質(zhì)稱為反磁性物質(zhì)，如H

3、g，Cu，Bi等。它的χm稱為反磁磁化率，用χ反表示，且χ反0。第三種，物質(zhì)被磁化的強(qiáng)度隨著外磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而劇烈增強(qiáng)，而且在外磁場(chǎng)消失后其磁性并不消失。這種物質(zhì)稱為鐵磁性物質(zhì)。對(duì)于順磁性物質(zhì)而言，摩爾順磁磁化率與分子磁矩m關(guān)系可由居里－郎之萬(wàn)公式表示：零。前已述及，對(duì)于順磁性物質(zhì)，此時(shí)產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)同向，即物質(zhì)內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度增大，在磁場(chǎng)中受到吸引力。設(shè)χ0為空氣的體積磁化率，可以證明，樣品管內(nèi)樣品受到的力為：考慮到ρ＝mhA，而χ

4、0值很小，相應(yīng)的項(xiàng)可以忽略，可得在磁天平法中利用精度為0.1mg的電子天平間接測(cè)量F值。設(shè)△m0為空樣品管在有磁場(chǎng)和無(wú)磁場(chǎng)時(shí)的稱量值的變化，△m為裝樣品后在有磁場(chǎng)和無(wú)磁場(chǎng)時(shí)的稱量值的變化，則式中、g為重力加速度(9.81ms－2)?？傻么艌?chǎng)強(qiáng)度H可由特斯拉計(jì)或CT5高斯計(jì)測(cè)量。應(yīng)該注意，高斯計(jì)測(cè)量的實(shí)際上是磁感應(yīng)強(qiáng)度B，單位為T(特斯拉)，1T=104高斯。磁場(chǎng)強(qiáng)度H可由B=0H關(guān)系式計(jì)算得到，H的單位為Am－1。也可用已知磁化率的莫爾

5、氏鹽標(biāo)定。莫爾氏鹽的摩爾磁化率與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為：Bm?式中M為莫爾氏鹽的摩爾質(zhì)量(kgmol－1)。3.實(shí)驗(yàn)步驟3.1打開(kāi)勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)，電流表，打開(kāi)電子天平的電源，并按下“清零”按鈕，毫特斯拉計(jì)表頭調(diào)零，然后調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度約為100mT，檢查霍爾探頭是否在磁場(chǎng)最強(qiáng)處，并固定其位置，使試管盡可能在兩磁頭中間（磁場(chǎng)最強(qiáng)處）；3.2取一支清潔、干燥的空樣品管，懸掛在天平一端的掛鉤上，使樣品管的底部在磁極中心連線上，準(zhǔn)確稱量空樣品管；3.3