温州大学：材料工程实验教案（物理化学实验PPT）络合物磁化率的测定

络合物的磁化率测定Magnetic Susceptibilityof ComplexCompounc陈庆物理化学教研室

络合物的磁化率测定 ——Magnetic Susceptibility of Complex Compound 陈 庆 物 理 化 学 教 研 室

且的要求1实验原理实验方法实验步骤数据处理>注意事项

➢目的要求 ➢实验原理 ➢实验方法 ➢实验步骤 ➢数据处理 ➢注意事项

目的要求掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法。>通过对一些络合物的磁化率测定，推算其未成对电子数，判断这些分子的配键类型

➢ 掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的基本 原理和实验方法。 ➢ 通过对一些络合物的磁化率测定，推算其未成对 电子数，判断这些分子的配键类型。 目的要求

1实验原理>在外磁场B·作用下，物质会被磁化产生附加磁感应强度B”，则物质内部的磁感应强度B为B=Bo+BPo为真空磁导率，XBo=μoH为体积磁化率B'= xBo = XμoH>体积磁化率可反映物质的磁性质，化学上常用质量磁化率m或摩尔磁化率X来表示(m3/kg)Xm=x/p(m3/mol)XM=M-%m=M-X/p

实验原理 ➢ 在外磁场B0作用下，物质会被磁化产生附加磁感 应强度B’，则物质内部的磁感应强度B为 B=B0+B’ B0=μ0H B’= χB0 = χμ0H ➢ 体积磁化率χ可反映物质的磁性质，化学上常用质 量磁化率χm或摩尔磁化率 χM来表示 χm=χ/ρ (m3 /kg) χM=M·χm=M·χ/ρ (m3 /mol) μ0为真空磁导率， χ 为体积磁化率

》物质的原子、分子或离子在外磁场作用下的磁化现象存在三种情况：√逆磁性：无永久磁矩。附加磁场与外磁场方向相反强度成正比。X逆0铁磁性：附加磁场随外磁场的增加而剧烈增加，不成正比关系，且有磁带现象

➢ 物质的原子、分子或离子在外磁场作用下的 磁化现象存在三种情况： ✓ 逆磁性：无永久磁矩。附加磁场与外磁场方向相反， 强度成正比。 χ逆0 ✓ 铁磁性：附加磁场随外磁场的增加而剧烈增加，不成 正比关系，且有磁滞现象

1Why?>摩尔顺磁磁化率与分子磁矩关系可由居里定律表示：XM-NAAH0/3kT>μs与未成对电子数n的关系为B为波尔磁子常数，即μs = /n(n +2)μB单个电子自旋所产生的磁矩因此，可以通过us推算未成对电子数n

➢ 摩尔顺磁磁化率与分子磁矩μs关系可由居里 定律表示： χM=NAμs 2μ0 /3kT ➢ μS与未成对电子数n的关系为 因此，可以通过μS推算未成对电子数n。 ( ) μs = n n + 2 μB Why？ μB为波尔磁子常数，即 单个电子自旋所产生的 磁矩

1>求得n值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型。（电价络合物/共价络合物>例如，Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d4s°4p°，如果其配合物为电价络合物，则外层电子组态为0OOO3d4vFe2+在自由离子状态下的外层电子组态>如果其配合物为共价络合物，则外层电子组态头OOODOO3a454pFe2+外层电子组态重排示意图

➢ 求得n值后可以进一步判断有关络合物分 子的配键类型。(电价络合物/共价络合物） ➢ 例如，Fe2+离子在自由离子状态下的外层 电子结构为3d64s04p0，如果其配合物为 电价络合物，则外层电子组态为 Fe2+在自由离子状态下的外层电子组态 ➢ 如果其配合物为共价络合物，则外层电子组态为 Fe2+外层电子组态重排示意图

实验方法How?磁场强度调节励磁电流调节古埃磁天平示意图

实验方法 古埃磁天平示意图 How？

Ho>样品沿样品管方向所受的力F=%m*m*H2μo/2hdH>磁场作用前后：A m*g-F=%m*m*H2μ/2h古埃磁天平>Xm=2^m*g*h/m*H2μo工作原理示意图::XM=M* Xm=2M*Am*g*h/m*H2μo其中，Am=Am样品+空管查一Am空管

? S N dH H0 古埃磁天平 工作原理示意图 H ➢ 样品沿样品管方向所受的力 F=χm*m*H2μ0 /2h ➢ 磁场作用前后： △ m*g=F=χm*m*H2μ0 /2h ➢ χm=2△m*g*h/m*H2μ0 ∴ χM=M* χm=2M*△m*g*h/m*H2μ0 其中，△m= △m样品+空管-△m空管

->物质的摩尔磁化率为M2(Am品+空管-Am空馆）ghM2XM磁场强度H？HomH?a>以莫尔氏盐【NH)SO4FeSO46H,O】为标准物质进行间接测量，求得上式中H，莫尔氏盐的xM与热力学温度T关系式为：9500×4元×10- m2 / kgXmT+1

➢ 物质的摩尔磁化率为 ➢ 以莫尔氏盐【(NH4 )SO4·FeSO4·6H2O】为标准物 质进行间接测量，求得上式中H，莫尔氏盐的χM 与热力学温度T关系式为： 磁场强度H？ 9500 9 3 4 10 / 1 m m kg T   − =   +