Κάθε παιδί γνωρίζει ότι τα μέταλλα έλκονται από τους μαγνήτες. Άλλωστε συχνά κρεμούσαν μαγνήτες στη μεταλλική πόρτα του ψυγείου ή γράμματα με μαγνήτες σε ειδική σανίδα. Ωστόσο, εάν συνδέσετε ένα κουτάλι σε έναν μαγνήτη, δεν θα υπάρχει έλξη. Αλλά και το κουτάλι είναι μεταλλικό, γιατί τότε συμβαίνει αυτό; Ας μάθουμε λοιπόν ποια μέταλλα δεν είναι μαγνητικά.
Επιστημονική άποψη
Για να προσδιορίσετε ποια μέταλλα δεν μαγνητίζονται, πρέπει να μάθετε πώς όλα τα μέταλλα γενικά μπορούν να σχετίζονται με τους μαγνήτες και το μαγνητικό πεδίο. Σε σχέση με το εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο, όλες οι ουσίες χωρίζονται σε διαμαγνήτες, παραμαγνήτες και σιδηρομαγνήτες.
Κάθε άτομο αποτελείται από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα και αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Κινούνται συνεχώς, γεγονός που δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο. Τα μαγνητικά πεδία των ηλεκτρονίων ενός ατόμου μπορούν να αλληλοενισχύονται ή να καταστρέφονται, ανάλογα με την κατεύθυνση της κίνησής τους. Επιπλέον, μπορούν να αποζημιωθούνbe:
- Οι μαγνητικές ροπές που προκαλούνται από την κίνηση των ηλεκτρονίων σε σχέση με τον πυρήνα είναι τροχιακές.
- Μαγνητικές ροπές που προκαλούνται από την περιστροφή των ηλεκτρονίων γύρω από τον άξονά τους - σπιν.
Αν όλες οι μαγνητικές ροπές είναι ίσες με μηδέν, η ουσία αναφέρεται ως διαμαγνήτες. Εάν αντισταθμίζονται μόνο οι στιγμές περιστροφής - σε παραμαγνήτες. Εάν τα πεδία δεν αντισταθμίζονται - σε σιδηρομαγνήτες.
Παραμαγνήτες και σιδηρομαγνήτες
Εξετάστε την περίπτωση που κάθε άτομο ύλης έχει το δικό του μαγνητικό πεδίο. Αυτά τα πεδία είναι πολλαπλών κατευθύνσεων και αντισταθμίζουν το ένα το άλλο. Εάν ένας μαγνήτης τοποθετηθεί δίπλα σε μια τέτοια ουσία, τότε τα πεδία θα προσανατολιστούν προς μία κατεύθυνση. Η ουσία θα έχει μαγνητικό πεδίο, θετικό και αρνητικό πόλο. Τότε η ουσία θα έλκεται από τον μαγνήτη και η ίδια μπορεί να μαγνητιστεί, δηλαδή θα προσελκύσει άλλα μεταλλικά αντικείμενα. Έτσι, για παράδειγμα, μπορείτε να μαγνητίσετε ατσάλινα συνδετήρες στο σπίτι. Το καθένα θα έχει έναν αρνητικό και έναν θετικό πόλο και θα είναι ακόμη δυνατό να κρεμάσετε μια ολόκληρη αλυσίδα συνδετήρων σε έναν μαγνήτη. Τέτοιες ουσίες ονομάζονται παραμαγνητικές.
Οι σιδηρομαγνήτες είναι μια μικρή ομάδα ουσιών που έλκονται από μαγνήτες και μαγνητίζονται εύκολα ακόμα και σε αδύναμο πεδίο.
Διαμαγνήτες
Στους διαμαγνήτες, τα μαγνητικά πεδία μέσα σε κάθε άτομο αντισταθμίζονται. Σε αυτή την περίπτωση, όταν μια ουσία εισάγεται σε ένα μαγνητικό πεδίο, η κίνηση των ηλεκτρονίων υπό τη δράση του πεδίου θα προστεθεί στη σωστή κίνηση των ηλεκτρονίων. Αυτή η κίνηση των ηλεκτρονίων θα προκαλέσειπρόσθετο ρεύμα, το μαγνητικό πεδίο του οποίου θα κατευθύνεται ενάντια στο εξωτερικό πεδίο. Επομένως, ο διαμαγνήτης θα απωθεί ασθενώς από τον κοντινό μαγνήτη.
Έτσι, αν προσεγγίσουμε το ερώτημα ποια μέταλλα δεν είναι μαγνητικά από επιστημονική άποψη, η απάντηση θα είναι διαμαγνητική.
Κατανομή παραμαγνητών και διαμαγνητών στο περιοδικό σύστημα στοιχείων του Μεντελέεφ
Οι μαγνητικές ιδιότητες των απλών ουσιών αλλάζουν περιοδικά με την αύξηση του τακτικού αριθμού του στοιχείου.
Ουσίες που δεν έλκονται από μαγνήτες (διαμαγνήτες) εντοπίζονται κυρίως σε μικρές περιόδους - 1, 2, 3. Ποια μέταλλα δεν μαγνητίζονται; Αυτά είναι το λίθιο και το βηρύλλιο, ενώ το νάτριο, το μαγνήσιο και το αλουμίνιο έχουν ήδη ταξινομηθεί ως παραμαγνητικά.
Ουσίες που έλκονται από μαγνήτες (παραμαγνήτες) εντοπίζονται κυρίως στις μεγάλες περιόδους του περιοδικού συστήματος του Mendeleev - 4, 5, 6, 7.
Ωστόσο, τα τελευταία 8 στοιχεία σε κάθε μεγάλη περίοδο είναι επίσης διαμαγνήτες.
Επιπλέον, υπάρχουν τρία στοιχεία - ο άνθρακας, το οξυγόνο και ο κασσίτερος, οι μαγνητικές ιδιότητες των οποίων είναι διαφορετικές για διαφορετικές αλλοτροπικές τροποποιήσεις.
Επιπλέον, ονομάζονται 25 ακόμη χημικά στοιχεία, οι μαγνητικές ιδιότητες των οποίων δεν κατέστη δυνατό να προσδιοριστούν λόγω της ραδιενέργειας και της ταχείας αποσύνθεσης ή δυσκολίας σύνθεσης.
Οι μαγνητικές ιδιότητες των λανθανιδών και των ακτινιδών (όλα είναι μέταλλα) αλλάζουν ακανόνιστα. Ανάμεσά τους υπάρχουν και παρα- και διαμαγνήτες.
Παράγουν ειδικές μαγνητικά ταξινομημένες ουσίες - χρώμιο, μαγγάνιο, σίδηρος, κοβάλτιο, νικέλιο,του οποίου οι ιδιότητες αλλάζουν ακανόνιστα.
Ποια μέταλλα δεν είναι μαγνητικά: λίστα
Σιδηρομαγνητικά, δηλαδή μέταλλα που μαγνητίζονται καλά, υπάρχουν μόνο 9 στη φύση. Αυτά είναι ο σίδηρος, το κοβάλτιο, το νικέλιο, τα κράματα και οι ενώσεις τους, καθώς και έξι μέταλλα λανθανιδών: γαδολίνιο, τέρβιο, δυσπρόσιο, χόλμιο, έρβιο και θούλιο.
Μέταλλα που έλκονται μόνο από πολύ ισχυρούς μαγνήτες (παραμαγνήτες): αλουμίνιο, χαλκός, πλατίνα, ουράνιο.
Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν τόσο μεγάλοι μαγνήτες στην καθημερινή ζωή που να προσελκύουν έναν παραμαγνήτη και δεν υπάρχουν μέταλλα λανθανιδών, μπορούμε να πούμε με ασφάλεια ότι όλα τα μέταλλα, εκτός από τον σίδηρο, το κοβάλτιο, το νικέλιο και τα κράματά τους, δεν θα είναι έλκονται από μαγνήτες.
Λοιπόν, ποια μέταλλα δεν είναι μαγνητικά σε έναν μαγνήτη:
- παραμαγνήτες: αλουμίνιο, πλατίνα, χρώμιο, μαγνήσιο, βολφράμιο;
- διαμαγνήτες: χαλκός, χρυσός, ασήμι, ψευδάργυρος, υδράργυρος, κάδμιο, ζιρκόνιο.
Γενικά, μπορούμε να πούμε ότι τα σιδηρούχα μέταλλα έλκονται από έναν μαγνήτη, τα μη σιδηρούχα μέταλλα όχι.
Αν μιλάμε για κράματα, τα κράματα σιδήρου είναι μαγνητικά. Αυτά περιλαμβάνουν κυρίως χάλυβα και χυτοσίδηρο. Τα πολύτιμα νομίσματα μπορούν επίσης να έλκονται από τον μαγνήτη, καθώς δεν είναι κατασκευασμένα από καθαρό μη σιδηρούχο μέταλλο, αλλά από κράμα που μπορεί να περιέχει μικρή ποσότητα σιδηρομαγνήτη. Αλλά τα κοσμήματα από καθαρό μη σιδηρούχο μέταλλο δεν θα έλκονται από έναν μαγνήτη.
Ποια μέταλλα δεν σκουριάζουν ούτε μαγνητίζονται; Αυτά είναι είδη από ανοξείδωτο ατσάλι, χρυσό και ασήμι κανονικής ποιότητας τροφίμων.
