Основное различие между парамагнетиками и диамагнетиками заключается в том, что парамагнетики притягиваются к внешним магнитным полям, тогда как диамагнетики отталкиваются от магнитных полей.
Материалы склонны проявлять слабые магнитные свойства в присутствии внешнего магнитного поля. Некоторые материалы притягиваются к внешнему магнитному полю, а некоторые отталкиваются от него. Из-за этой разницы в магнитном поведении мы можем разделить элементы и соединения на два типа, а именно парамагнитные и диамагнитные. Материалы, которые притягиваются внешними магнитными полями, называются парамагнетиками. С другой стороны, материалы, которые отталкиваются от внешних магнитных полей, являются диамагнетиками.
Что такое парамагнетик?
Парамагнетизм возникает из-за наличия в системе неспаренных электронов. Каждый элемент имеет разное количество электронов, и это определяет его химический характер. В зависимости от того, как эти электроны заполняют энергетические уровни вокруг ядра соответствующего атома, некоторые электроны остаются неспаренными. Эти неспаренные электроны действуют как маленькие магниты, обуславливающие магнитные свойства под влиянием внешнего магнитного поля. На самом деле именно вращение этих электронов вызывает магнетизм.
Парамагнитные материалы имеют постоянные дипольные магнитные моменты из-за спина неспаренных электронов даже в отсутствие внешнего магнитного поля. Но эти диполи ориентируются случайным образом из-за теплового движения, что дает нулевой суммарный дипольный магнитный момент. Когда мы прикладываем внешнее магнитное поле, диполи стремятся выровняться в направлении приложенного магнитного поля, что приводит к чистому дипольному магнитному моменту. Поэтому парамагнетики слабо притягиваются к внешнему магнитному полю. Но материал не сохраняет магнитных свойств после того, как мы удалим внешнее поле. Лишь небольшая наведенная намагниченность создается даже при наличии внешнего магнитного поля. Это связано с тем, что лишь небольшая часть спинов ориентируется по внешнему магнитному полю. Кроме того, эта доля прямо пропорциональна силе создаваемого поля.
Рисунок 01: Электронное расположение парамагнетиков и диамагнетиков
Как правило, чем выше число неспаренных электронов, тем выше парамагнитное поведение и выше напряженность создаваемого поля. Следовательно, переходные и внутренние переходные металлы проявляют более сильные магнитные эффекты из-за локализации «d» и «f» электронов, а также из-за присутствия множества неспаренных электронов. Некоторые широко известные парамагнитные элементы включают магний, молибден, литий и тантал. Существуют также более сильные синтетические парамагнетики, такие как «феррожидкости».
Что такое диамагнетик?
Некоторые материалы склонны отталкивать магнитное поле при контакте с внешним магнитным полем. Это диамагнетики. Они создают магнитные поля, противоположные направлению внешнего магнитного поля, и, следовательно, проявляют отталкивающее поведение. Как правило, все материалы обладают диамагнитными свойствами, внося слабый вклад в магнитное поведение материала при воздействии внешнего магнитного поля. Но в материалах, которые проявляют другие магнитные свойства, такие как парамагнетизм и ферромагнетизм, эффект диамагнетизма незначителен. Из-за его слабых магнитных свойств эффекты диамагнетизма трудно наблюдать. «Висмут» действует как сильный диамагнетик.
В чем разница между парамагнетиком и диамагнетиком
Термин парамагнетик относится к притяжению материала к внешнему магнитному полю, а термин диамагнетик относится к отталкиванию материала от внешнего магнитного поля. Это происходит главным образом потому, что парамагнетики имеют неспаренные электроны, тогда как диамагнетики не имеют неспаренных электронов. В этом принципиальное различие между парамагнетиками и диамагнетиками.
Другое важное различие между парамагнетиками и диамагнетиками заключается в том, что магнитное поле, создаваемое парамагнетиками, направлено в сторону внешнего магнитного поля, в то время как магнитное поле, создаваемое диамагнетиками, направлено против внешнего магнитного поля.
Приведенная ниже инфографика показывает сравнительную сводку различий между парамагнетиками и диамагнетиками.
Резюме – парамагнетик против диамагнетика
Мы можем разделить материалы на три основных типа в зависимости от их магнитных свойств; это диамагнетики, парамагнетики и ферромагнетики. Разница между парамагнетиками и диамагнетиками заключается в том, что парамагнетики притягиваются к внешним магнитным полям, тогда как диамагнетики отталкиваются от магнитных полей.
