Bất kỳ đứa trẻ nào cũng biết rằng kim loại bị nam châm hút. Sau cùng, họ thường treo nam châm trên cánh cửa kim loại của tủ lạnh hoặc những chữ cái bằng nam châm trên một tấm bảng đặc biệt. Tuy nhiên, nếu bạn gắn thìa vào nam châm thì sẽ không có lực hút. Nhưng cái thìa cũng bằng kim loại, tại sao điều này lại xảy ra? Vì vậy, hãy cùng tìm hiểu những kim loại nào không có từ tính.
Quan điểm khoa học
Để xác định kim loại nào không bị nhiễm từ, bạn cần tìm hiểu xem tất cả các kim loại nói chung có thể liên hệ với nam châm và từ trường như thế nào. Liên quan đến từ trường tác dụng, tất cả các chất được chia thành điamagnet, paramagnet và sắt từ.
Mỗi nguyên tử bao gồm một hạt nhân mang điện tích dương và các electron mang điện tích âm. Chúng liên tục chuyển động, điều này tạo ra một từ trường. Từ trường của các electron của một nguyên tử có thể củng cố lẫn nhau hoặc phá hủy, tùy thuộc vào hướng chuyển động của chúng. Hơn nữa, họ có thể được bồi thườnglà:
- Mômen từ gây ra bởi chuyển động của các electron so với hạt nhân là quỹ đạo.
- Mômen từ gây ra bởi chuyển động quay của các electron quanh trục của chúng - spin.
Nếu tất cả các mômen từ đều bằng 0, chất này được gọi là điamanht. Nếu chỉ những khoảnh khắc quay được bù - đến paramagnets. Nếu các trường không được bù - thành sắt từ.
Paramagnets và sắt từ
Hãy xem xét trường hợp mỗi nguyên tử của vật chất có từ trường riêng. Các trường này đa hướng và bù trừ lẫn nhau. Nếu một nam châm được đặt bên cạnh một chất như vậy, thì các trường sẽ hướng theo một hướng. Chất sẽ có từ trường, cực dương và cực âm. Khi đó chất này sẽ bị nam châm hút và bản thân nó có thể bị nhiễm từ, tức là nó sẽ hút các vật kim loại khác. Vì vậy, ví dụ, bạn có thể từ hóa kẹp giấy thép tại nhà. Mỗi cái sẽ có một cực âm và một cực dương, và thậm chí có thể treo cả chuỗi kẹp giấy lên một nam châm. Những chất như vậy được gọi là chất thuận từ.
Nam châm là một nhóm nhỏ các chất bị nam châm hút và dễ dàng bị nhiễm từ ngay cả trong môi trường yếu.
Diamagnets
Trong diamagnets, từ trường bên trong mỗi nguyên tử được bù đắp. Trong trường hợp này, khi một chất được đưa vào trong từ trường, chuyển động của các electron dưới tác dụng của trường sẽ cộng với chuyển động thích hợp của các electron. Sự chuyển động này của các electron sẽ gây radòng điện bổ sung, từ trường sẽ hướng ngược lại từ trường bên ngoài. Do đó, diamagnet sẽ yếu đi từ nam châm gần đó.
Vì vậy, nếu chúng ta tiếp cận câu hỏi kim loại nào không có từ tính theo quan điểm khoa học, câu trả lời sẽ là nghịch từ.
Sự phân bố của paramagnet và điamagnet trong hệ thống tuần hoàn các nguyên tố của Mendeleev
Tính chất từ của các chất đơn giản thay đổi theo chu kỳ khi số thứ tự của nguyên tố tăng lên.
Những chất không bị nam châm hút (điamangt) chủ yếu nằm ở chu kỳ ngắn - 1, 2, 3. Kim loại nào không bị nhiễm từ? Đây là liti và berili, trong khi natri, magiê và nhôm đã được phân loại là thuận từ.
Các chất bị nam châm hút (paramagnets) chủ yếu nằm trong chu kỳ dài của hệ thống tuần hoàn Mendeleev - 4, 5, 6, 7.
Tuy nhiên, 8 nguyên tố cuối cùng trong mỗi khoảng thời gian dài cũng là yếu tố diamagnets.
Ngoài ra, có ba nguyên tố - cacbon, oxy và thiếc, các tính chất từ tính của chúng khác nhau đối với các biến đổi dị hướng khác nhau.
Ngoài ra, 25 nguyên tố hóa học khác đã được đặt tên, tính chất từ tính của chúng không thể được thiết lập do tính phóng xạ và phân rã nhanh hoặc khó tổng hợp.
Tính chất từ của đèn lồng và actinide (tất cả chúng đều là kim loại) thay đổi bất thường. Trong số đó có cả para- và diamagnets.
Họ tạo ra các chất có thứ tự từ tính đặc biệt - crom, mangan, sắt, coban, niken,có thuộc tính thay đổi bất thường.
Kim loại nào không có từ tính: danh sách
Sắt từ, tức là những kim loại bị nhiễm từ tốt, trong tự nhiên chỉ có 9. Đó là sắt, coban, niken, hợp kim và hợp chất của chúng, cũng như sáu kim loại lantan: gadolinit, terbi, dysprosi, holmium, erbium và thulium.
Kim loại chỉ bị hút với nam châm rất mạnh (paramagnets): nhôm, đồng, bạch kim, uranium.
Vì không có nam châm lớn như vậy trong cuộc sống hàng ngày có thể thu hút một paramagnet và không có kim loại lanthanide, chúng ta có thể nói một cách an toàn rằng tất cả các kim loại, ngoại trừ sắt, coban, niken và hợp kim của chúng, sẽ không bị nam châm hút.
Vậy, kim loại nào không có từ tính với nam châm:
- paramagnets: nhôm, bạch kim, crom, magiê, vonfram;
- diamagnets: đồng, vàng, bạc, kẽm, thủy ngân, cadmium, zirconium.
Nói chung, chúng ta có thể nói rằng kim loại đen bị nam châm hút, kim loại màu thì không.
Nếu chúng ta nói về hợp kim, hợp kim sắt có từ tính. Chúng chủ yếu bao gồm thép và gang. Đồng tiền quý cũng có thể bị nam châm hút, vì chúng không được làm bằng kim loại màu nguyên chất, mà bằng hợp kim có thể chứa một lượng nhỏ sắt từ. Nhưng đồ trang sức làm bằng kim loại màu nguyên chất sẽ không bị nam châm hút.
Kim loại nào không bị gỉ hoặc nhiễm từ? Đây là các mặt hàng thép không gỉ, vàng và bạc cấp thực phẩm thông thường.
