magnetoituvuutta

Magnetoituvuus on ominaisuus, joka kuvaa, miten materiaali tai molekyyli muodostaa magneettisen momentin ulkoisen magneettikentän vaikutuksesta. Se kertoo elektronien liikkeen ja spinin reagoinnista magneettiseen kenttään. Ominaisuus voidaan ymmärtää molekyylikohtaisena sekä tilallisena, ja se voi olla anisotrooppinen eli riippua suunnasta.

Matemaattisesti magnetoituvuutta kuvaa tensorina α, jossa μ_i = ∑_j α_ij B_j. Isotrooppisessa tapauksessa α_iso = (α_xx + α_yy + α_zz)/3. Yksiköt riippuvat kontekstista: molekyylikohtainen magnetoituvuus on yleensä m^3 per molekyyli, ja molaarinen magnetoituvuus α_M on cm^3 per mol (α = α_M / N_A, jossa N_A on Avogardon luku).

Magnetoituvuutta syntyy kahdesta pääilmiöstä: diamagnetismista ja paramagnetismista. Diamagnetismi johtuu elektronien pilvin vastaliikkeistä ja on tavallisesti pieni ja negatiivinen. Paramagnetismi johtuu epäparittomien tai pysyvien elektronien magneettisista momentoista ja on tavallisesti positiivinen. Paramagnetismi on lämpötilasta herkkä ilmiö ja riippuu rakenteesta sekä elektronisten tilojen välien suuruuksista.

Käytännössä magnetoituvuutta arvioidaan kokeellisesti magneettisen susceptibilityn kautta, ja tulokset voidaan raportoida molekyylikohtaisina α tai molaarisina α_M arvoina. Kvantitatiivisessa teoriassa magnetoituvuutta lasketaan käyttämällä kvanttiniä kemia -menetelmiä, kuten DFT tai post-HF -menetelmiä, erotellen dia- ja para-magneettiset osat. Magnetoituvuus on tärkeä tekijä materiaalien ja molekyylien magnetisessa karakterisoinnissa sekä teoreettisten mallejen kehittämisessä.