Warum ist Kupfer diamagnetisch?

Cu hat ein ungepaartes Elektron in 4s, aber es ist diamagnetisch. Ich dachte, dass es paramagnetisch sein muss. Was vermisse ich?

Antworten (4)

Was hier fehlt, ist der Bezug zum physikalisch-chemischen Zustand dieses "Kupfers". Worüber redest du? Kupfermetall? Kupferatome als Dampf? Kupferionen I oder II in wässriger Lösung? Tatsächlich sind Kupferatome paramagnetisch (ein ungepaartes Elektron reicht trotz der Anzahl der gepaarten!) Übrigens wussten die Herren Stern und Gerlach, dass Silberatome paramagnetisch sind, raten Sie mal warum!. In massivem Kupfermetall wird das ungerade Elektron in den Elektronenpool geschickt, der die metallische Bindung herstellt, daher ist das Metall diamagnetisch, dasselbe gilt für Cu+-Salze, während Cu++-Salze paramagnetisch sind.

Ich sprach von Metallkupfer. Ich habe gefragt, denn wenn Sie zum Beispiel Na nehmen, das auch ein ungepaartes Elektron hat, oder Ag, sind sie paramagnetisch. Aber Cu (Metall-Cu) ist diamagnetisch. Das ist der Grund für meine Frage. Vielen Dank für ihre Antwort.
Nach diesem Argument sollte Natriummetall nicht diamagnetisch sein, so wie es existiert N A + in seiner metallischen Struktur?
Ich teile die Frage von Neutrino und sehe immer noch keine zufriedenstellende Antwort. Ich bin hierher gekommen, um nach einer Erklärung zu suchen, welche Elemente mit einem Elektron jenseits geschlossener Schalen in fester Form paramagnetisch sind und warum. Ich weiß es immer noch nicht ... Es scheint, dass die Alkalimetalle paramagnetisch sind, während beispielsweise Kupfer, Silber und Gold diamagnetisch sind ...

Sie können die Existenz oder Größe diamagnetischer Eigenschaften nicht nur aus ungepaarten Elektronen ableiten. Im Gegensatz dazu kommt Diamagnetismus meist von den vollständigen Schalen. Sie verhalten sich wie elektrische Stromschleifen, die sich im äußeren Magnetfeld auf bestimmte Weise orientieren.

Kupfer hat viele dieser vollständigen Hüllen, daher ist der diamagnetische Beitrag groß. Es gibt auch den entgegengesetzten Beitrag des ungepaarten Elektrons, aber es ist nur ein Elektron, und die paramagnetischen Beiträge "skalieren" mit der Anzahl dieser Elektronen, und eines ist zu wenig. Also gewinnen die diamagnetischen Terme.

Wenn diese Argumentation richtig wäre, wären alle schweren Elemente diamagnetisch, was nicht der Fall ist.
Diese Aussage wird durch meine Aussage nicht impliziert.
Ok, grenzen wir es auf alle schweren Alkalai-Elemente ein. Zum Beispiel sind Cäsium und Francium anscheinend paramagnetisch, aber sie haben nur ein Elektron außerhalb vieler geschlossener Schalen. Ihre Aussage scheint zu implizieren, dass diese Elemente diamagnetisch sein sollten. (Ich verstehe nicht, warum sie paramagnetisch sind, während beispielsweise Gold diamagnetisch ist.)
Ted, bitte, die grundlegende Theorie ist, dass Paramagnetismus vom Spin ungepaarter Elektronen herrührt - und deshalb haben Cäsium und Francium sicherlich diesen paramagnetischen Beitrag. Und tatsächlich gewinnt es. Andererseits ist Diamagnetismus ein quantenmechanischer Effekt, der unabhängig von ungepaarten Elektronen für alle Elemente existiert, etwas schwieriger zu berechnen ist, aber auf die vollständigen Schalen zurückgeführt werden kann. Diese Effekte werden natürlich kombiniert und man gewinnt. Fast immer, wenn die ungepaarten Elektronen existieren, gewinnt der Paramagnetismus. Diese Aussage widerspricht nichts, was ich oben geschrieben habe.
"Und tatsächlich gewinnt es". Was bestimmt, wann der Paramagnetismus gewinnt? Rubidium, Cäsium, Francium, Kupfer und Silber und Gold haben alle ein ungepaartes Elektron. Die ersten drei sind paramagnetisch, die letzten drei diamagnetisch. Warum? Ihre Aussage war, dass Kupfer diamagnetisch ist, da es nur ein ungepaartes Elektron hat, also gewinnen seine diamagnetischen Effekte. Nach dieser Logik wären Rubidium, Cäsium und Francium alle diamagnetisch, aber sie sind es nicht. [Beachten Sie übrigens, dass der Paramagnetismus auch Beiträge vom Bahndrehimpuls erhalten kann.[
PS Ich beziehe mich auf die feste Form aller Elemente, die ich erwähnt habe, nicht auf einzelne Atome.
Was bestimmt, wer gewinnt? Die Zahlen. Das ist eine verdammt komplizierte Rechnung. Sie können es nicht durch Ihre vagen Worte regeln. Ob etwas ein Festkörper ist, spielt dagegen keine Rolle, außer beim Ferromagnetismus. Alle relevanten physikalischen Effekte im Diamagnetismus und Paramagnetismus gehen von den einzelnen Atomen aus.
Es spielt eine große Rolle, ob das Atom isoliert, in einem Molekül, in einem Festkörper usw. vorliegt. Ein Wasserstoffatom ist paramagnetisch und ein zweiatomiges Wasserstoffmolekül ist diamagnetisch. Bei den Metallen ist mir aufgefallen, dass die von mir benannten paramagnetischen Elemente alle eine bcc-Kristallstruktur haben, während die diamagnetischen eine fcc-Struktur haben. Es ist plausibel, dass bcc ein ungepaartes Elektron pro Einheitszelle hinterlässt, während fcc dies nicht tut. Es kann einen intuitiven Weg geben, den Unterschied in den Kristalltypen ausgehend von den einzelnen atomaren Strukturen zu erklären, weil das Muster vertikal im Periodensystem systematisch ist.
Ich habe mich noch etwas damit beschäftigt. Die oben erwähnten Metalle haben alle sowohl diamagnetische als auch paramagnetische Beiträge. Ihr Paramagnetismus kommt vom Spin der Leitungselektronen, ist also durch das Pauli-Ausschlussprinzip („Pauli-Paramagnetismus“) stark eingeschränkt. Dies ist relativ schwächer als der Paramagnetismus von Materialien mit ungepaarten magnetischen Momenten, die an festen Atomen verankert sind. Es ist auch relativ temperaturunabhängig, ebenso wie der Diamagnetismus, und hat eine ähnliche Größe wie die diamagnetische Suszeptibilität. Für diese Metalle kommt es also tatsächlich auf ein Gleichgewicht an, das in beide Richtungen gehen könnte.
Danke für das beruhigende Update, Ted.

Wie Lubos bereits sagte, ergibt sich die magnetische Eigenschaft aus dem Ausmaß, in dem Elektronen in verschiedene Orbitale gefüllt werden.

Wenn Sie sich die Anordnung der D-Block-Elemente im Periodensystem ansehen , können Sie sehen, dass Kupfer, Silber und Gold aufgrund ihrer ähnlichen Konfiguration in derselben Gruppe sind ( N − 1 ) D 10   N S 1 . Ich weiß nicht, ob Gold diamagnetisch ist (Mein Periodensystem zeigt: keine Daten zu den magnetischen Eigenschaften von Gold). Aber vom Aussehen von Kupfer und Silber sollte Gold auch diamagnetisch sein. Diese Elemente haben noch ein ungepaartes Elektron. Sie sind also paramagnetisch. Aber es ist so vernachlässigbar, dass ihre diamagnetische Eigenschaft verstärkt wird.

Es wird wahrscheinlich durch das magnetische Moment bestimmt μ = N ( N + 1 )   BM (Bohr Magneton) wo N ist die Anzahl der ungepaarten Elektronen. Je mehr ungepaarte Elektronen also ein Element hat, desto mehr paramagnetischen Charakter hat es.

Kupfer ist diamagnetisch, weil die aufsteigenden Elektronen in 4s-Orbitalen delokalisiert sind, um metallische Bindungen zu bilden.

Warum ist Kupfer diamagnetisch?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 8v