Bet kuris vaikas žino, kad metalus traukia magnetai. Juk dažnai ant metalinių šaldytuvo durelių kabindavo magnetukus arba ant specialios lentos raides su magnetukais. Tačiau jei pritvirtinsite šaukštą prie magneto, traukos nebus. Bet šaukštas taip pat metalinis, kodėl tada taip atsitinka? Taigi išsiaiškinkime, kurie metalai nėra magnetiniai.
Mokslinis požiūris
Norėdami nustatyti, kurie metalai nėra įmagnetinti, turite išsiaiškinti, kaip visi metalai apskritai gali būti susiję su magnetais ir magnetiniu lauku. Atsižvelgiant į taikomą magnetinį lauką, visos medžiagos skirstomos į diamagnetus, paramagnetus ir feromagnetus.
Kiekvieną atomą sudaro teigiamai įkrautas branduolys ir neigiamai įkrauti elektronai. Jie nuolat juda, o tai sukuria magnetinį lauką. Vieno atomo elektronų magnetiniai laukai gali vienas kitą sustiprinti arba sunaikinti, priklausomai nuo jų judėjimo krypties. Be to, jie gali būti kompensuojamibūti:
- Magnetiniai momentai, kuriuos sukelia elektronų judėjimas branduolio atžvilgiu, yra orbitiniai.
- Magnetiniai momentai, kuriuos sukelia elektronų sukimasis aplink savo ašį – sukimasis.
Jei visi magnetiniai momentai lygūs nuliui, medžiaga vadinama diamagnetais. Jei kompensuojami tik sukimosi momentai – į paramagnetus. Jei laukai nekompensuoti – į feromagnetus.
Paramagnetai ir feromagnetai
Apsvarstykite atvejį, kai kiekvienas materijos atomas turi savo magnetinį lauką. Šie laukai yra daugiakrypčiai ir kompensuoja vienas kitą. Jei šalia tokios medžiagos yra magnetas, laukai bus nukreipti viena kryptimi. Medžiaga turės magnetinį lauką, teigiamą ir neigiamą polius. Tada medžiaga bus pritraukta prie magneto ir pati gali būti įmagnetinta, tai yra, ji pritrauks kitus metalinius objektus. Taigi, pavyzdžiui, namuose galite įmagnetinti plienines sąvaržėles. Kiekvienas turės po neigiamą ir teigiamą stulpą, o ant magneto bus galima pakabinti net visą grandinėlę sąvaržėlių. Tokios medžiagos vadinamos paramagnetinėmis.
Feromagnetai yra nedidelė medžiagų grupė, kurią traukia magnetai ir kurios lengvai įmagnetinamos net ir silpname lauke.
Diamagnetai
Diamagnetuose magnetiniai laukai kiekvieno atomo viduje yra kompensuojami. Tokiu atveju, kai medžiaga įvedama į magnetinį lauką, elektronų judėjimas, veikiant laukui, bus pridėtas prie tinkamo elektronų judėjimo. Šis elektronų judėjimas sukelspapildoma srovė, kurios magnetinis laukas bus nukreiptas prieš išorinį lauką. Todėl diamagnetas silpnai atstums šalia esantį magnetą.
Taigi, jei į klausimą, kurie metalai nėra magnetiniai, pažvelgsime moksliniu požiūriu, atsakymas bus diamagnetinis.
Paramagnetų ir diamagnetų pasiskirstymas Mendelejevo periodinėje elementų sistemoje
Paprastų medžiagų magnetinės savybės periodiškai keičiasi didėjant elemento eilės skaičiui.
Medžiagos, kurių netraukia magnetai (diamagnetai), daugiausia yra trumpais laikotarpiais – 1, 2, 3. Kurie metalai neįmagnetinami? Tai yra litis ir berilis, o natris, magnis ir aliuminis jau priskiriami paramagnetiniams.
Medžiagos, kurias traukia magnetai (paramagnetai), daugiausia yra ilgais periodinės Mendelejevo sistemos laikotarpiais - 4, 5, 6, 7.
Tačiau paskutiniai 8 elementai per kiekvieną ilgą laikotarpį taip pat yra diamagnetai.
Be to, yra trys elementai – anglis, deguonis ir alavas, kurių magnetinės savybės skirtingoms alotropinėms modifikacijoms skiriasi.
Be to, įvardijami dar 25 cheminiai elementai, kurių magnetinių savybių nepavyko nustatyti dėl jų radioaktyvumo ir greito skilimo arba sintezės sunkumų.
Lantanidų ir aktinidų (visi jie yra metalai) magnetinės savybės kinta nereguliariai. Tarp jų yra ir para-, ir diamagnetų.
Jie gamina specialias magnetiškai sutvarkytas medžiagas – chromą, manganą, geležį, kob altą, nikelį,kurių savybės kinta nereguliariai.
Kokie metalai nėra magnetiniai: sąrašas
Feromagnetikų, tai yra gerai įmagnetintų metalų, gamtoje yra tik 9. Tai geležis, kob altas, nikelis, jų lydiniai ir junginiai, taip pat šeši lantanidiniai metalai: gadolinis, terbis, disprosis, holmis, erbis ir tulis.
Metalai, kuriuos traukia tik labai stiprūs magnetai (paramagnetai): aliuminis, varis, platina, uranas.
Kadangi kasdieniame gyvenime nėra tokių didelių magnetų, kurie pritrauktų paramagnetą, o lantanido metalų nėra, galime drąsiai teigti, kad visų metalų, išskyrus geležį, kob altą, nikelį ir jų lydinius, nebus traukia magnetai.
Taigi, kurie metalai nėra magnetiniai magnetui:
- paramagnetai: aliuminis, platina, chromas, magnis, volframas;
- diamagnetai: varis, auksas, sidabras, cinkas, gyvsidabris, kadmis, cirkonis.
Apskritai galime sakyti, kad juoduosius metalus traukia magnetas, o spalvotuosius ne.
Jei kalbėtume apie lydinius, geležies lydiniai yra magnetiniai. Tai visų pirma plienas ir ketus. Magnetas gali pritraukti ir brangias monetas, nes jos pagamintos ne iš gryno spalvotojo metalo, o iš lydinio, kuriame gali būti nedidelis kiekis feromagneto. Tačiau papuošalų iš gryno spalvotojo metalo magnetas nepritrauks.
Kokie metalai nerūdija ir neįmagnetina? Tai įprasti maistiniai nerūdijančio plieno, aukso ir sidabro dirbiniai.
