МАГНЕТОХИМИЯ
магнитохим и я, раздел
физ. химии, в к-ром изучается связь между магнитными и хим. свойствами
веществ; кроме того, М. исследует влияние магнитных полей на хим. процессы.
М. опирается на совр. физику магнитных явлений (см. Магнетизм)
и
кристаллохимию.
Изучение
связи между магнитными и хим. свойствами позволяет выяснить особенности
хим. строения вещества. Для этих целей используют как постоянные, так и
переменные магнитные поля. В случае переменных полей необходимо различать
магнитные явления, происходящие в отсутствие резонансных эффектов, и явления,
непосредственно связанные с резонансом. В первом случае изучение магнитных
явлений не отличается в принципе от их исследования в постоянных полях.
Наблюдаемые же при определённых условиях в переменных (преим. высокочастотных)
полях специфич. эффекты резонансного поглощения веществом электромагнитной
энергии потребовали разработки самостоятельных методов исследования (см.
Электронный
парамагнитный резонанс, Ядерный магнитный резонанс, Ферромагнитный резонанс,
Химическая поляризация ядер).
При образовании хим. связи
При отсутствии взаимной деформации электронных
Для веществ с ненасыщенными хим. связями
Постоянные магнитные поля непосредственно
Существенное влияние на нек-рые физико-хим.
Лит.: С е л в у д П., Магнетохимия,
спины валентных
электронов приобретают антипараллельную ориентацию, что приводит к взаимной
компенсации их магнитных моментов. В силу этого большинство хим. соединений
обладает диамагнитными свойствами (см. Диамагнетизм).
К диамагнитным
веществам относятся, во-первых, ионные соединения (напр., NaCl, KC1), у
к-рых электронная структура ионов имитирует электронную структуру атомов
благородных газов, и, во-вторых, ковалентные насыщенные неорганич. и особенно
органич. соединения (напр., СО
оболочек диамагнитная восприимчивость соединения аддитивно слагается из
восприимчивостей атомов или ионов, входящих в его состав. Сопоставление
измеренной на опыте диамагнитной восприимчивости соединения с её значением,
вычисленным по аддитивной схеме, позволяет обнаружить деформацию электронных
оболочек, связанную с особенностями хим. строения. Так, заметное снижение
суммарного диамагнетизма органич. соединения вызывается наличием в молекуле
двойной
связи. Ароматич. связь, характеризующаяся движением делокализованных
электронов по ароматич. кольцу, приводит, напротив, к значительному увеличению
диамагнетизма и к его анизотропии (магнитная восприимчивость х, измеренная
перпендикулярно плоскости ароматич. кольца, значительно превышает восприимчивость
Х. измеренную параллельно его плоскости). Указанные закономерности позволяют
использовать данные измерения магнитной восприимчивости диамагнитных соединений
для идентификации этих соединений и получения ориентировочных сведений
о характере хим. связей.
характерно наличие нескомпенсированных магнитных моментов. В состав таких
веществ обычно входят атомы переходных элементов (напр., элементов группы
железа, редкоземельных элементов). Ионные соединения этого типа обнаруживают
обычно парамагнитные свойства (см. Парамагнетизм).
Исследование
температурного хода магнитной восприимчивости этих веществ позволяет определить
величину ионного магнитного момента и судить о валентности составляющих
атомов и их электронной структуре. Наиболее часто встречаются, однако,
вещества, содержащие атомы переходных элементов, с ковалентной связью.
Эти хим. соединения могут быть как парамагнитными, так и ферромагнитными
или антиферромагнитными (см. Ферромагнетизм и Ферримагнетизм).
В
первых двух случаях значение магнитной восприимчивости и её температурный
ход позволяют оценить величину эффективного магнитного момента и сделать
определённые предположения о характере хим. связи. У ферромагнитных и ферримагнитных
соединений по зависимости их магнитных свойств от напряжённости поля и
темп-ры также удаётся в ряде случаев определить эффективный магнитный момент
иона (или атома) переходного элемента и число неспаренных электронов в
нём, т. е. определить его электронную конфигурацию. Такие данные дополняют
результаты др. физико-хим. исследований.
не оказывают влияния ни на характер хим. связи, ни на хим. равновесие.
Однако в ряде случаев они могут влиять на кинетику нек-рых хим. процессов.
процессы в газовой и жидкой фазах могут оказывать внешние магнитные поля,
воздействующие на коагуляцию мельчайших частичек железной окалины, зачастую
в значит, кол-ве присутствующих в воздухе и воде. Магнетохим. измерения
широко применяются для обнаружения этих дисперсных включений и контроля
чистоты хим. эксперимента.
пер. с англ., М., 1958; Figgis В. N.. The magnetic properties of transition
metal complexes, "Progress in inorganic Chemistry", 1964, v. 6; Haberditzl
W., Magneto-chemie, В., 1968; Дорфман Я. Г., Диамагнетизм и химическая
связь, М., 1961; Соколик И. А., франкевичЕ. Л., Влияние магнитных полей
на фотопроцессы в органических твердых телах, "Успехи физических наук",
1973, т. 111, в. 2. Я. Г. Дорфман.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я