为什么铜的4s轨道璧铜线只有一个电子却不能被磁化?

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铜的电子排布式是什么,为啥3d与4s交换呢
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一般不会被磁化,但铁等物质能被磁化,钢被磁化后成为永磁体。
一般不会被磁化,但铁等物质能被磁化,钢被磁化后成为永磁体。
铁磁性材料才能被磁化,比如铁钴镍等
物质能否被磁化,是物质本身的一种属性,是这种物质之所以是这种物质的一种内在规定。每一种物质都有它的磁化特性,难易程度不同,钢、铁这样的物质就比较容易磁化,是它的物质结构造成的。以上是实验结果。在理论上,通常用“磁畴”这样的一个概念来解释磁化,磁畴的形象像一个插着箭的箭靶子,物质中充满这样的磁畴,在无磁性时磁畴是杂乱无章的,其箭头指向不统一,故显示为无磁性,但在外界作用下,磁畴的箭头方向可抚发生改变,假如该种物质的导磁性强,那么磁畴就越容易排列整齐,从而使所有箭头都指向同一方向,对外显示出显著的磁性,这就是磁化的微观解释。钢、铁这类的物质磁化能力强,而铜、铝则不然。
磁属性是一切物质的必有属性(法拉第)。纯铜在磁场中也会被磁化的,只是纯铜属于抗磁性物质,在磁场的作用下所产生的抗磁性远远大于顺磁化强度,因此纯铜所产生的磁化现象是反磁性的。另外说一句:抗磁性是源于阿摩尔进动所产生的环电流产生的,是所有物质的性质。
题意不够明确,以下仅供参考。在常态下,金属材料有导磁和非导磁之分。以下,只讨论非高频的磁场或不改变极性的稳恒磁场而言。只有导磁材料,才有可能被磁化。铁,属于铁磁物质,虽然可导磁,但未必能被磁化——比如纯铁、硅钢片[软磁材料也]。低碳钢被磁化的程度甚微,高碳钢的被磁化程度比低碳钢强,但比起永磁材料又差多了。铝铜不导磁,不会被磁化。
你好:铁、钴、镍及其部分氧化物可被磁化,其他金属材料【如铜铝金银】就不行。回答完毕,望采纳O(∩_∩)O
因为铁的电子轨道是四层,铜的电子轨道是七层,这样铜的自由电子动能大于铁。更主要的是铜只有一个自由电子,这样铜的自由电子在最外层电子轨道中,就没有角度的平衡位置与不平衡位置的区别。而铁是两个自由电子,这样铁的最外层电子就有平衡角度,即平衡位置与不平衡的区别。所以铁受到磁性时,会使两个电子的角度产生变化,而产生不平衡,即产生磁畴,所以能被磁化。而铜,不仅自由电子动能大,不易磁化,而且一个自由电子无法产生角度不平衡,所以无法产生磁畴,也就不能被磁化。
磁场是电子定向运动产生的。和铜没有什么关畅。给铝线通电它也是有磁场的。这叫电磁铁。电磁铁断电后,磁场就消失了。铜本身没有被磁化。
磁铁的原理是:磁铁是由无数个磁畴组成的,磁畴是指磁性物质内部电子自旋能在小范围内自发排列起来,铁、钴、镍等金属都是这样,但是铝、铜等金属的电子运动乱杂无章,本来能产生磁性的,但是磁性都被这样的乱七八糟的运动抵消了,所以不呈现磁性。磁力按原子电流解释就是电流产生的磁场磁化别的物体,磁化物体产生电场,电场互相作用产生力的作用。平时,铁、钴、镍等的磁畴都是乱杂无章的,如果用一块磁铁靠近,受到磁场的影响,磁畴就会整齐地排列起来,磁铁与铁之间产生吸力,但是磁铁一离开,磁畴又散乱了,如果用强磁场把铁磁化的话,铁也会成为磁铁
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导电性的问题
提问时间: 14:17:52
锌 铝等金属原子堆积方式和铜一样(配位数都是12),而且最外层电子数比铜多,为什么导电性不如铜?最外层电子数不就是自由电子数吗?谢谢
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撒旦法。导电性反映的是原子的外层电子在同种物质相邻原子间自由移动的能力。堆积方式与金属密度有关。IB族元素的Cu、Ag、 Au,形成晶体时最外层的s电子成为传导电子, 其价带只能填充至半满。因此,它们都是良导体。参与固体物理相关信息相关书籍,能带理论章节。具体机理较复杂,但有近似公式。简单来讲,自由电子近似模型不适用过渡金属,这正是他被代替的原因。Cu价带s电子半充满,为传导电子;Zn价带s充满,但由于三维能带交叠,虽为导体但电导率相对较低;Al外层电子排布为:ns2np1,即s带充满而p半满,故介于二者之间。齐桓
。参与固体物理相关信息相关书籍,能带理论章节。具体机理较复杂,但有近似公式。简单来讲,自由电子近似模型不适用过渡金属,这正是他被代替的原因。Cu价带s电子半充满,为传导电子;Zn价带s充满,但由于三维能带交叠,虽为导体但电导率相对较低;Al外层电子排布为:ns2np1,即s带充满而p半满,故介于二者之间。判断一个材料的导电性能不是由外层电子数目的多少决定的。而活泼的程度除了数目外还和电子的轨道有关。这部分的内容要到量子化学里才能完全覆盖。但是谁能用金属纳和钾来当金属呢?它们在空气中是不能稳定的,而且巨贵。
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(2016o宿迁一模)原子序数小于36的X、Y、Z和铜四种元素,X的基态原子有3个不同的能级,有一个能级中的电子数比其它两个能级的中电子数都多1;Y基态原子中的电子占有5个轨道,其中有2个轨道处于半满状态,Z的原子序数为24.(1)Z原子基态核外电子排布式为&&&&.(2)元素X与Y的第一电离能较大的是&&&&(填元素符号);H2Y2中Y原子轨道的杂化类型为&&&&.(3)+3价Z的配合物K[Z(C2O4)2(H2O)2]中的配体是&&&&;与C2O42-互为等电子体的一种分子的化学式为&&&&.(4)Cu和Y形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中与铜离子距离相等且最近的铜离子有&&&&个.某种有缺陷的铜和Y形成的化合物的晶体由Cu2+、Cu3+、Y2-及空隙组成,可表示为Cu0.98Y,则n(Cu2+)/n(Cu3+)=&&&&.
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为什么只有少数的金属有磁性?
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回答这个问题,必须搞清以下几个概念。我们根据物质磁化后对磁场的影响,可以把物质分为三类:a)使磁场减弱的物质称为抗磁性物质,b)使磁场略有增强的物质称为顺磁性物质,c)使磁场强烈增加的物质称为铁磁性物质。事实上,包括空气在内所有的物质都能被磁化,只是难度不一样而已。为什么只有少数的金属有磁性?楼主这个问题换成专业术语,可以等价于问:为什么只有少数金属是铁磁性的,而大部分金属是非铁磁性(即抗磁性和顺磁性)?这个得从金属磁化的物理本质说起:近代物理证明,构成物质的原子由原子核和电子所构成,每个电子都在作循轨和自旋运动,物质的磁性就是由于电子的这些运动产生的。对于金属来说,金属是由点阵的离子和自由电子构成。在磁场的作用下电子运动会产生抗磁磁矩,与此同时,点阵的离子和自由电子会产生顺磁磁矩。下面,我们分析下各种金属的磁特性。1、金属的抗磁性和顺磁性(金属的非铁磁性)金属中铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、鎘(Cd)、汞(Hg)等,它们的离子所产生的抗磁性大于自由电子的顺磁性,因此是抗磁性物质。在元素周期表中接近非金属的一些金属元素,如锑(Sb)、铋(Bi)、镓(Ga)与锡(Sn)等,它们的自由电子在原子价增加时逐步向共价结合过渡,而共价电子的磁矩互相抵消,因此表现出异常的抗磁性。所有碱金属都是顺磁性物质,碱土金属(除&铍&外)也都是顺磁性的,这是由于它们的自由电子所产生的顺磁性占主导地位。碱金属指元素周期表ⅠA族元素中所有的金属元素,包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)六种。碱土金属指元素周期表中Ⅱ&A族元素,包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)六种。三价金属铝(Al)、硒(Se)、镧(La)也是顺磁性,它们的顺磁性主要是由自由电子或离子的顺磁性所决定。稀土金属也是顺磁性,而且磁性较强,这是因为这些元素的原子4f层或5d层没有填满,存在着未能抵消的自旋磁矩所造成。钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)等过渡族元素,它们的3d层未被填满,自旋磁矩未被抵消或而产生强烈的顺磁性。2、金属的铁磁性对于铁磁性金属来说,不大的外磁场便会使它强烈磁化,很容易被磁铁吸附。铁磁性金属的原子磁矩主要来源于电子的自旋磁矩,即使在没有外磁场的条件下,就可以形成一个个小的&自发磁化区&,我们称之为&磁畴&。正是由于在每个磁畴中原子的磁矩已完全排列起来,所以在一个不太强的外磁场,就可以产生一个很强的磁化强度,即楼主认为的&有磁性&。为什么只有少数的金属有磁性?重新回到问题的起点,金属的磁性是由其原子结构特性决定的,常温下,只有少数的金属可以形成自发磁化区&&&磁畴&,所有只有少数金属有磁性。至于铁磁性金属为什么会形成磁畴的原因,涉及量子力学理论:铁磁性物质内部相邻原子的电子之间有一种静电交换作用,正是这种静电交换作用迫使各原子的磁矩平行或者反向平行排列,使得一个小区域内的各个原子的磁矩按同一方向排列,最终形成自发磁化区域&&磁畴。铁磁性金属与非铁磁性金属的磁化机制有着很大差异,由于不能自发形成磁化区域,所以非铁磁性金属(常见的有镁、铝、铜、钛、奥氏体不锈钢)的磁性很弱,无法形成明显的SN两极。参考资料:《电磁无损检测》第二章电磁基本理论:物质的磁化360百科:元素周期表
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为什么有些材料(通常是金属材料)会显示出自发的磁性?这里讲的磁性(也就是楼主所说的磁性),乃是指铁磁材料内部自发产生磁场从而使这些材料能吸引铁等材料的宏观现象。其实具有铁磁性的材料比日常生活中见到的能显现磁性的物质(如永磁铁)多得多,为什么只有少数材料能自发产生磁场呢?其实具有铁磁性的材料天生并不显磁性,使它们显现磁性的是&磁化&过程。这里就需要引入一个比铁磁材料(磁铁等)尺度更小的概念,磁畴。磁畴可以认为是天生就能显示出磁性的微小磁铁,通常尺寸在左右。铁磁材料就是由无数这种小磁铁组成,在没有被磁化之前磁畴的取向是杂乱无章的,这种情况能量是最低的,所以宏观上不显磁性。图片均来自wiki当铁磁材料放在外磁场中,就会发生磁化。在外磁场的作用下,各磁畴的大小发生变化,自发磁化方向和外磁场方向相同或近似相同的磁畴扩大,方向相反或近似相反的磁畴缩小,以致外磁场方向上的总磁矩跟着外磁场的增强而增加。这样原来平衡状态下总磁矩为零的铁磁材料这时候具有了宏观磁矩,这时虽然磁畴取向相同的排列并不是能量最低的情况,但当外磁场撤去后磁畴并不会立刻就恢复到平衡状态时的无序排列,而是会有一个迟滞时间,这就是铁磁材料的磁滞现象,可以用磁滞回线来描述。一个材料的磁滞回线越宽,它的矫顽力越强,也就是抵抗退磁的能力越强。而不同材料的矫顽力是不同的,这主要跟材料的晶体结构和缺陷有关,简单来说有的材料磁畴容易转回到初始的无序取向,有的则受到晶界等的阻碍。通常我们看到的永磁铁,都是矫顽力非常高的铁合金;而对于纯铁,虽然它是铁磁材料,但是磁化后很快就会失去自发磁性。上面解释了为什么只有一些铁磁材料能保持自发的磁性,但磁畴本身的自发磁性是怎么来的呢?组成物质的原子中的电子具有自旋(关于自旋这里就不再扯了,因为基本要把整个量子力学翻出来讲,这里我们就承认电子有自旋),这样每个电子就具有一个自旋磁矩。当电子填入原子轨道时,由于泡利不相容原理自旋相反的电子填充轨道导致自旋磁矩相互抵消,这样如果电子层有不成对电子就会产生净磁矩;另外对于金属来说,由于有自由电子的存在,洪特规则允许它们拥有净磁矩。但原子磁矩是局域在晶体的晶格点阵上的,只能改变方向无法移动。所以当外加磁场后,原子磁矩会趋向于外加磁场方向,虽然整体上呈磁有序排列,呈现出磁性,但当外磁场撤去后由于原子磁矩之间相互作用非常微弱,无法抵消热运动的影响,因此磁性立刻消失,这就是材料的顺磁性。但有些具有顺磁性的材料,微观磁矩之间的相互作用受到某种机制的保护,不会被热运动完全吹散,这个机制就是交换相关作用。对于两个临近原子最外层的不成对电子来说,它们趋向于以相同的自旋填入两个分散轨道,这样可以降低电子间的库伦排斥力,而库伦排斥力也趋向于使电子分布更分散。这个机制使得临近原子的最外层电子趋向于自旋磁矩一致的排列,这样在几千个原子的范围内产生了磁矩的有序排列,形成了磁畴。另外还有一个居里温度(居里点)的概念,即铁磁材料材料在高于某个温度阈值(居里点)时会转变为顺磁性材料。主要是由于铁磁材料在高于居里温度后电子大量被激发到激发态,导致原先受到交换相关作用有序分布的自旋磁矩再次无序化(这其实是一个对称性增加的过程,能量升高带来的是对称性的增加,而能量降低则导致对称性破缺),磁畴从而消失,材料只具有微观的原子磁矩,转变为顺磁性材料。所以具有自发磁性的铁磁材料,例如永磁铁,在温度升高到一定程度后就会失去磁性,无法再吸铁了,电饭锅中就用到了这一原理。所以在室温下没有铁磁性的材料并不代表在任何温度下也都没有铁磁性。
这得分固态液态吧,大型星球内部都有磁性,不一定是铁钴镍,金属钠球旋转都能产生磁性的。
简单的说磁性先。原子内的电子都在绕圈圈,一般来说,不同的电子绕的轨迹是随机的,并且会成双的相反方向绕,所以每个电子形成的磁场就抵消了。某些金属,原子中的电子门,并不相反方向绕,那么就每个电子形成的磁场就没有抵消,于是原子就有了磁场。然后,上面说的第二类金属,如果每个原子的磁场方向相同,就是磁铁,如果每个原子的方向不同,但是外加磁场能是他们排好方向,那就具有感磁性,比如铁。http://www.askamathematician.com/2010/05/q-what-causes-iron-nickel-and-cobalt-to-be-attracted-to-magnets-but-not-other-metals/
木哈哈,这个我们材料物理性能上大致的讲过
补充二楼的自旋磁矩的理论:原子总磁矩由电子轨道磁矩、电子自旋磁矩耦合而成。1.电子轨道磁矩根据电磁理论:电流,面积的闭合回路的磁矩为根据玻尔模型,电子轨道磁矩为,角动量为 于是得:,其中,称为轨道旋磁比。当然玻尔模型已经被淘汰了,准确的用波函数来计算的话,电子的角动量也是量子化的,不连续的
&&狄拉克常数
&&角量子数 于是得到:
&&玻尔磁子,理论上最小的磁矩,一般作为单位使用。如果将电子放在外磁场中,根据量子理论,轨道磁矩在外磁场方向投影为
&&磁量子数,可以取,共个值由于在内层能级中,轨道被填满,根据泡利不相容,电子自旋方向相反,总磁矩为0,因此只需考虑未填满的轨道。2.电子自旋磁矩电子自旋磁矩的计算公式为: &&表示自旋量子数,取自旋磁矩在磁场中投影为:
&&自旋角动量方向量子数和轨道磁矩一样,计算总自旋磁矩时只考虑为填满的壳层。3.原子总磁矩一般磁性原子由原子内各电子轨道磁矩先组合成原子总的轨道磁矩,各电子的自旋磁矩组合成原子总的自旋磁矩然后再耦合成原子的总磁矩,这种耦合称为LS耦合。
&&朗德因子&&原子总角量子数&&总轨道角量子数&&总自旋量子数
还是不太明白
俺表示看不懂。
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万磁王的日子不好混了啊
其实如果要我来理解这个问题,就是什么金属单质里面,只有Fe,Co,Ni有磁性,而其他金属单质都没有磁性?因为金属晶体的特殊性,其自由电子是在能带中运动,已经不再是上述各种回答中提及到的独立的单个原子的情况。这个问题到现在也没有给出答案,只有一个非常局限的巡游铁磁理论能够说明部分问题。很多物理学家还在研究这个问题。
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