Klíčový rozdíl mezi paramagnetickými a diamagnetickými materiály je v tom, že paramagnetické materiály jsou přitahovány vnějšími magnetickými poli, zatímco diamagnetické materiály se od magnetických polí odpuzují.
Materiály mají tendenci vykazovat slabé magnetické vlastnosti v přítomnosti vnějšího magnetického pole. Některé materiály jsou přitahovány k vnějšímu magnetickému poli, zatímco některé se od něj odpuzují. Díky tomuto rozdílu v magnetickém chování můžeme prvky a sloučeniny kategorizovat do dvou typů, a to paramagnetické a diamagnetické. Materiály, které jsou přitahovány vnějšími magnetickými poli, jsou paramagnetické materiály. Na druhou stranu materiály, které odpuzují vnější magnetická pole, jsou diamagnetické materiály.
Co je to paramagnetické?
Paramagnetismus vzniká v důsledku přítomnosti nespárovaných elektronů v systému. Každý prvek má jiný počet elektronů, a to určuje jeho chemický charakter. Podle toho, jak se tyto elektrony plní do energetických hladin kolem jádra příslušného atomu, zůstávají některé elektrony nepárové. Tyto nepárové elektrony se chovají jako malé magnety způsobující magnetické vlastnosti pod vlivem externě aplikovaného magnetického pole. Ve skutečnosti je to rotace těchto elektronů, která způsobuje magnetismus.
Paramagnetické materiály mají permanentní dipólové magnetické momenty v důsledku rotace nespárovaných elektronů i během nepřítomnosti vnějšího magnetického pole. Ale tyto dipóly se orientují náhodně v důsledku tepelného pohybu, a proto poskytují nulový čistý dipólový magnetický moment. Když aplikujeme vnější magnetické pole, dipóly mají tendenci se vyrovnávat ve směru aplikovaného magnetického pole, což vede k čistému dipólovému magnetickému momentu. Proto jsou paramagnetické materiály mírně přitahovány k vnějšímu magnetickému poli. Jakmile však odstraníme vnější pole, materiál si nezachová magnetické vlastnosti. Vzniká pouze malá indukovaná magnetizace i za přítomnosti vnějšího magnetického pole. Je to proto, že pouze malý zlomek spinů se orientuje s vnějším magnetickým polem. Tento zlomek je také přímo úměrný síle vytvořeného pole.
Obrázek 01: Elektronové uspořádání paramagnetických a diamagnetických materiálů
Obecně platí, že čím vyšší je počet nespárovaných elektronů, tím vyšší je paramagnetické chování a vyšší síla vytvořeného pole. Proto přechodové a vnitřní přechodové kovy vykazují silnější magnetické účinky díky lokalizaci elektronů „d“a „f“a také díky přítomnosti více nepárových elektronů. Některé běžně známé paramagnetické prvky zahrnují hořčík, molybden, lithium a tantal. Existují také silnější syntetické paramagnety, jako jsou „ferofluidy“.
Co je diamagnetické?
Některé materiály mají tendenci vykazovat odpudivé magnetické chování, když jsou v kontaktu s vnějším magnetickým polem. Jedná se o diamagnetické materiály. Vytvářejí magnetická pole, která jsou proti směru vnějšího magnetického pole, a proto vykazují odpudivé chování. Obecně platí, že všechny materiály mají diamagnetické vlastnosti, takže při vystavení vnějšímu magnetickému poli jen slabě přispívají k magnetickému chování materiálu. Ale v materiálech, které vykazují jiné magnetické vlastnosti, jako je paramagnetismus a feromagnetismus, je účinek diamagnetismu zanedbatelný. Vzhledem k jeho slabé magnetické vlastnosti je obtížné pozorovat účinky diamagnetismu. ‚Bismut‘působí jako silný diamagnet.
Jaký je rozdíl mezi paramagnetickým a diamagnetickým
Pojem paramagnetický odkazuje na přitahování materiálu k vnějšímu magnetickému poli, zatímco termín diamagnetický odkazuje na odpuzování materiálu z vnějšího magnetického pole. Je to hlavně proto, že paramagnetické materiály mají nepárové elektrony, zatímco diamagnetické materiály nemají žádný z jejich elektronů nepárový. To je základní rozdíl mezi paramagnetickými a diamagnetickými materiály.
Dalším důležitým rozdílem mezi paramagnetickými a diamagnetickými materiály je to, že magnetické pole vytvořené paramagnetickými materiály je ve směru vnějšího magnetického pole, zatímco magnetické pole vytvořené diamagnetickými materiály je ve směru opačného směru vůči vnějšímu magnetickému poli.
Níže uvedená infografika ukazuje srovnávací souhrn rozdílů mezi paramagnetickými a diamagnetickými materiály.
Shrnutí – Paramagnetické vs Diamagnetické
Materiály můžeme rozdělit do tří hlavních typů podle jejich magnetických vlastností; jsou to diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické materiály. Rozdíl mezi paramagnetickými a diamagnetickými materiály je v tom, že paramagnetické materiály jsou přitahovány vnějšími magnetickými poli, zatímco diamagnetické materiály se od magnetických polí odpuzují.
