Galvenā atšķirība starp paramagnētiskajiem un diamagnētiskajiem materiāliem ir tāda, ka paramagnētiskie materiāli tiek piesaistīti ārējiem magnētiskajiem laukiem, savukārt diamagnētiskie materiāli atgrūž magnētiskos laukus.
Materiāliem ir tendence uzrādīt vājas magnētiskās īpašības ārēja magnētiskā lauka klātbūtnē. Daži materiāli tiek piesaistīti ārējam magnētiskajam laukam, bet daži to atgrūž. Sakarā ar šo magnētiskās uzvedības atšķirību mēs varam iedalīt elementus un savienojumus divos veidos, proti, paramagnētiskajos un diamagnētiskajos. Materiāli, kurus piesaista ārējie magnētiskie lauki, ir paramagnētiskie materiāli. No otras puses, materiāli, kas atgrūž ārējos magnētiskos laukus, ir diamagnētiskie materiāli.
Kas ir paramagnētisks?
Paramagnētisms rodas nepāra elektronu klātbūtnes dēļ sistēmā. Katram elementam ir atšķirīgs elektronu skaits, un tas nosaka tā ķīmisko raksturu. Atbilstoši tam, kā šie elektroni piepildās enerģijas līmeņos ap attiecīgā atoma kodolu, daži elektroni paliek nesapāroti. Šie nepāra elektroni darbojas kā mazi magnēti, radot magnētiskas īpašības ārēji pielietota magnētiskā lauka ietekmē. Patiesībā magnētismu izraisa šo elektronu spins.
Paramagnētiskajiem materiāliem ir pastāvīgi dipola magnētiskie momenti nesapāroto elektronu spina dēļ pat tad, ja nav ārēja magnētiskā lauka. Bet šie dipoli termiskās kustības dēļ orientējas nejauši, tādējādi dodot nulles neto dipola magnētisko momentu. Kad mēs izmantojam ārēju magnētisko lauku, dipoliem ir tendence izlīdzināties pielietotā magnētiskā lauka virzienā, kā rezultātā rodas neto dipola magnētiskais moments. Tāpēc paramagnētiskie materiāli nedaudz tiek piesaistīti ārējam magnētiskajam laukam. Bet materiāls nesaglabā magnētiskās īpašības, kad mēs noņemam ārējo lauku. Tikai neliela inducēta magnetizācija rada pat ārēja magnētiskā lauka klātbūtnē. Tas ir tāpēc, ka tikai neliela griezienu daļa orientējas ar ārējo magnētisko lauku. Turklāt šī daļa ir tieši proporcionāla izveidotā lauka stiprumam.
Attēls 01: Paramagnētisko un diamagnētisko materiālu elektronu izvietojums
Parasti, jo lielāks ir nesapāroto elektronu skaits, jo augstāka ir paramagnētiskā uzvedība un lielāks radītā lauka stiprums. Tāpēc pārejas un iekšējie pārejas metāli uzrāda spēcīgāku magnētisko efektu “d” un “f” elektronu lokalizācijas, kā arī vairāku nepāra elektronu klātbūtnes dēļ. Daži plaši pazīstami paramagnētiskie elementi ir magnijs, molibdēns, litijs un tantals. Ir arī spēcīgāki sintētiskie paramagnēti, piemēram, “ferofluīdi”.
Kas ir diamagnētisks?
Daži materiāli saskarē ar ārēju magnētisko lauku mēdz izrādīt atgrūdošu magnētisko darbību. Tie ir diamagnētiskie materiāli. Tie rada magnētiskos laukus, kas ir pretēji ārējā magnētiskā lauka virzienam un tādējādi parāda atbaidīšanas uzvedību. Parasti visiem materiāliem ir diamagnētiskas īpašības, kas vāji ietekmē materiāla magnētisko uzvedību, ja tie tiek pakļauti ārējam magnētiskajam laukam. Bet materiālos, kuriem ir citas magnētiskas īpašības, piemēram, paramagnētisms un feromagnētisms, diamagnētisma ietekme ir niecīga. Tā vājās magnētiskās īpašības dēļ diamagnētisma ietekmi ir grūti novērot. “Bismuts” darbojas kā spēcīgs diamagnēts.
Kāda ir atšķirība starp paramagnētisko un diamagnētisko
Jēdziens paramagnētisks attiecas uz materiāla pievilkšanos ārējam magnētiskajam laukam, savukārt termins diamagnētisks attiecas uz materiāla atgrūšanu no ārējā magnētiskā lauka. Tas ir galvenokārt tāpēc, ka paramagnētiskajiem materiāliem ir nepāra elektroni, turpretim diamagnētiskajiem materiāliem nav neviena elektrona, kas nav savienots pārī. Šī ir galvenā atšķirība starp paramagnētiskiem un diamagnētiskiem materiāliem.
Vēl viena svarīga atšķirība starp paramagnētiskajiem un diamagnētiskajiem materiāliem ir tāda, ka paramagnētisko materiālu radītais magnētiskais lauks ir ārējā magnētiskā lauka virzienā, savukārt diamagnētisko materiālu radītais magnētiskais lauks ir pretējs ārējam magnētiskajam laukam.
Tālāk esošajā infografikā ir parādīts salīdzinājuma kopsavilkums par atšķirību starp paramagnētiskiem un diamagnētiskiem materiāliem.
Kopsavilkums - paramagnētiskais pret diamagnētisko
Materiālus varam iedalīt trīs galvenajos veidos pēc to magnētiskajām īpašībām; tie ir diamagnētiski, paramagnētiski un feromagnētiski materiāli. Atšķirība starp paramagnētiskajiem un diamagnētiskajiem materiāliem ir tāda, ka paramagnētiskie materiāli tiek piesaistīti ārējiem magnētiskajiem laukiem, savukārt diamagnētiskie materiāli atgrūž magnētiskos laukus.
