Kľúčový rozdiel medzi paramagnetickými a diamagnetickými materiálmi je v tom, že paramagnetické materiály sú priťahované vonkajšími magnetickými poľami, zatiaľ čo diamagnetické materiály sa od magnetických polí odpudzujú.
Materiály majú tendenciu vykazovať slabé magnetické vlastnosti v prítomnosti vonkajšieho magnetického poľa. Niektoré materiály sú priťahované vonkajším magnetickým poľom, zatiaľ čo niektoré sa od neho odpudzujú. Kvôli tomuto rozdielu v magnetickom správaní môžeme prvky a zlúčeniny kategorizovať do dvoch typov, a to paramagnetické a diamagnetické. Materiály, ktoré sú priťahované vonkajšími magnetickými poľami, sú paramagnetické materiály. Na druhej strane materiály, ktoré odpudzujú vonkajšie magnetické polia, sú diamagnetické materiály.
Čo je paramagnetické?
Paramagnetizmus vzniká v dôsledku prítomnosti nespárovaných elektrónov v systéme. Každý prvok má iný počet elektrónov a to určuje jeho chemický charakter. Podľa toho, ako sa tieto elektróny plnia do energetických hladín okolo jadra príslušného atómu, zostávajú niektoré elektróny nepárové. Tieto nepárové elektróny pôsobia ako malé magnety spôsobujúce magnetické vlastnosti pod vplyvom externe aplikovaného magnetického poľa. V skutočnosti je to rotácia týchto elektrónov, ktorá spôsobuje magnetizmus.
Paramagnetické materiály majú permanentné dipólové magnetické momenty v dôsledku rotácie nespárovaných elektrónov aj počas neprítomnosti vonkajšieho magnetického poľa. Tieto dipóly sa však orientujú náhodne v dôsledku tepelného pohybu, a preto poskytujú nulový čistý magnetický moment dipólu. Keď aplikujeme vonkajšie magnetické pole, dipóly majú tendenciu zarovnať sa v smere aplikovaného magnetického poľa, čo vedie k čistému dipólovému magnetickému momentu. Preto sú paramagnetické materiály mierne priťahované vonkajším magnetickým poľom. Ale materiál si nezachová magnetické vlastnosti, keď odstránime vonkajšie pole. Len malá indukovaná magnetizácia vytvára aj v prítomnosti vonkajšieho magnetického poľa. Je to preto, že len malá časť spinov sa orientuje podľa vonkajšieho magnetického poľa. Tento zlomok je tiež priamo úmerný sile vytvoreného poľa.
Obrázok 01: Elektrónové usporiadanie paramagnetických a diamagnetických materiálov
Vo všeobecnosti platí, že čím vyšší počet nespárovaných elektrónov, tým vyššie paramagnetické správanie a vyššia sila vytvoreného poľa. Preto prechodné a vnútorné prechodné kovy vykazujú silnejšie magnetické účinky v dôsledku lokalizácie elektrónov „d“a „f“a tiež v dôsledku prítomnosti viacerých nepárových elektrónov. Niektoré bežne známe paramagnetické prvky zahŕňajú horčík, molybdén, lítium a tantal. Existujú aj silnejšie syntetické paramagnety, ako napríklad „ferofluidy“.
Čo je diamagnetické?
Niektoré materiály majú tendenciu vykazovať odpudzujúce magnetické správanie, keď sa dostanú do kontaktu s vonkajším magnetickým poľom. Toto sú diamagnetické materiály. Vytvárajú magnetické polia, ktoré sú opačné v smere vonkajšieho magnetického poľa, a preto vykazujú odpudzujúce správanie. Vo všeobecnosti majú všetky materiály diamagnetické vlastnosti, čo slabo prispieva k magnetickému správaniu materiálu, keď je vystavený vonkajšiemu magnetickému poľu. Ale v materiáloch, ktoré vykazujú iné magnetické vlastnosti, ako je paramagnetizmus a feromagnetizmus, je účinok diamagnetizmu zanedbateľný. Pre jeho slabé magnetické vlastnosti je ťažké pozorovať účinky diamagnetizmu. „Bizmut“pôsobí ako silný diamagnet.
Aký je rozdiel medzi paramagnetickým a diamagnetickým
Pojem paramagnetický sa týka priťahovania materiálu k vonkajšiemu magnetickému poľu, zatiaľ čo pojem diamagnetický sa vzťahuje na odpudzovanie materiálu z vonkajšieho magnetického poľa. Je to hlavne preto, že paramagnetické materiály majú nespárované elektróny, zatiaľ čo diamagnetické materiály nemajú žiadny z ich elektrónov nespárovaný. Toto je základný rozdiel medzi paramagnetickými a diamagnetickými materiálmi.
Ďalším dôležitým rozdielom medzi paramagnetickými a diamagnetickými materiálmi je to, že magnetické pole vytvorené paramagnetickými materiálmi je v smere vonkajšieho magnetického poľa, zatiaľ čo magnetické pole vytvorené diamagnetickými materiálmi je v opačnom smere k vonkajšiemu magnetickému poľu.
Nižšie uvedená infografika zobrazuje porovnanie rozdielu medzi paramagnetickými a diamagnetickými materiálmi.
Zhrnutie – Paramagnetické vs Diamagnetické
Materiály môžeme rozdeliť do troch hlavných typov podľa ich magnetických vlastností; sú to diamagnetické, paramagnetické a feromagnetické materiály. Rozdiel medzi paramagnetickými a diamagnetickými materiálmi je v tom, že paramagnetické materiály sú priťahované k vonkajším magnetickým poliam, zatiaľ čo diamagnetické materiály sa od magnetických polí odpudzujú.
