配體場(chǎng)理論和無機(jī)物的光譜磁性

配體場(chǎng)理論和無機(jī)物的光譜磁性第1頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四§1配體場(chǎng)理論早在1929年,就有人用晶體場(chǎng)理論討論配位化合物的分子軌道的能級(jí)分裂，晶體場(chǎng)理論是靜電作用模型，把中心離子M與配體L相互作用,看作類似離子晶體中正負(fù)離子的靜電作用。中心離子d軌道受配體的作用，用微擾理論處理，可計(jì)算d軌道分裂能大小。晶體場(chǎng)理論成功地解釋了一些配合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)。但由于模型過于簡(jiǎn)單，無法解釋不同配體影響分裂能大小的變化次序。以后又有人用分子軌道理論來討論配合物的能級(jí)分裂。配位場(chǎng)理論是在晶體場(chǎng)理論基礎(chǔ)上，用分子軌道理論討論配位化合物，并結(jié)合群論方法，根據(jù)配合物的對(duì)稱性,使計(jì)算得到很大的簡(jiǎn)化。以下簡(jiǎn)要介紹配體場(chǎng)理論。第2頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四配位場(chǎng)理論認(rèn)為，配合物中心離子的d軌道能級(jí)分裂由兩個(gè)因素決定一是d電子間的相互作用，另一是周圍配體對(duì)中心離子的作用。根據(jù)光譜測(cè)定，配體強(qiáng)弱按以下次序：

CO、CN->NO-2>NH3>H2O>F->OH->Cl->Br-

該順序稱為光譜化學(xué)序列配體若與中心離子可形成σ—π雙重鍵即為強(qiáng)配體，若只與中心離子形成σ鍵的則是較弱的配體。當(dāng)配體對(duì)中心離子的作用大于中心離子本身價(jià)電子的相互作用時(shí)，此配位場(chǎng)稱為強(qiáng)場(chǎng)。而中心離子價(jià)電子間作用大于配體作用時(shí)，則稱為弱場(chǎng)。第3頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四中心離子電子組態(tài)的譜項(xiàng)

配合物中心離子主要是過渡金屬，在此我們主要討論dn電子組態(tài)的能級(jí)分裂。由于“空穴”效應(yīng)，d1與d9，d2與d8，d3與d7，d4與d6的能級(jí)分裂都是相同的。

(1)．d1(d9)：一個(gè)d電子填在五個(gè)d軌道上，并有自旋向上向下兩種選擇，則有十種可能狀態(tài)，光譜項(xiàng)為2D原子或離子價(jià)電子的相互作用會(huì)導(dǎo)致能級(jí)分裂，此現(xiàn)象可在光譜中觀察到不同的光譜項(xiàng)。第4頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四(2)．d2(d8)：2個(gè)d電子的10種可能選擇產(chǎn)生C102=45種微觀狀態(tài)，

d2組態(tài)可分裂為1G，3F，3P，1D，1S等5個(gè)光譜項(xiàng)，根據(jù)量子化學(xué)計(jì)算可知，光譜項(xiàng)按能級(jí)從低到高排列為

3F，1D，3P，1G，1S(3)．d3(d7)：d3電子組態(tài)對(duì)應(yīng)120種微觀狀態(tài)（=120）。光譜項(xiàng)為：2H，2G，2F，2D，2D，2P，4P，4F,其中2D譜項(xiàng)出現(xiàn)兩次。(4)．d4(d6)：d4組態(tài)可產(chǎn)生210種微觀狀態(tài)，組成光譜項(xiàng)為：

5D(25)

3P(9)

3D(15)

3F(21)

3G(27)

3H(23)

3P(9)

3F(21)

1S(1)

1D(5)

1F(7)

1G(9)

1I(13)

1S(1)

1D(5)

1G(9)

其中1F、1P、1G、1D、1S均出現(xiàn)2次。(5)．d5：d5組態(tài)有252種微觀狀態(tài)，組成光譜項(xiàng)為：

6S，4D，4G，4F，2S，2D，2F，2G，2I，2P，

2D，2F，2G，2H，2D。

第5頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四弱場(chǎng)方法當(dāng)中心離子電子間的相互作用大于配體對(duì)中心離子的作用時(shí)配合物的分子軌道能級(jí)分裂時(shí)，先進(jìn)行中心離子電子組態(tài)的能級(jí)分裂，然后再進(jìn)行在不同對(duì)稱性配位場(chǎng)中的能級(jí)分裂，這種處理稱之為弱場(chǎng)方案?，F(xiàn)以d2在八面體場(chǎng)中分裂為例說明：d2組態(tài)由于電子的相互作用，能級(jí)分裂為3F，1D，3P，1G，1S等5個(gè)能級(jí)，在Oh場(chǎng)中，F(xiàn)、D、P、G、S譜項(xiàng)進(jìn)一步分裂如下：

第6頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四

從某一譜項(xiàng)分裂出來的全部狀態(tài)具有和原來譜項(xiàng)相同的自旋多重性。在配位場(chǎng)中分裂的能級(jí)高低可通過量子化學(xué)計(jì)算獲得。

第7頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四強(qiáng)場(chǎng)方法

當(dāng)配體與中心離子間的作用很強(qiáng)，大于中心離子價(jià)電子間的作用時(shí)，我們處理配合物分子軌道時(shí)，先考慮配體場(chǎng)對(duì)中心離子d電子的影響，再考慮d電子間的相互作用，這樣處理稱之為強(qiáng)場(chǎng)方案。中心離子的d軌道在八面體場(chǎng)(Oh)分裂成Eg和T2g兩個(gè)能級(jí)，我們以d2為例說明。兩個(gè)d電子填充在兩個(gè)能級(jí)不同的軌道上有3種可能：

1.兩個(gè)電子都填充在能量較低t2g軌道上

2.一個(gè)填在t2g，另一個(gè)填在eg上

3.兩個(gè)都填在能量較高的eg軌道上第8頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四(1)t2g2(由于Oh場(chǎng)中都是對(duì)稱表示，以下略去g下標(biāo))

t2是三重簡(jiǎn)并的軌道，每個(gè)電子又可以自旋向上，自旋向下兩種方式填入這三個(gè)軌道，即有六種選擇。兩個(gè)電子在六種選擇中填充，有共15種狀態(tài)。兩個(gè)電子填充在t2軌道上，它們以某種方式偶合，該狀態(tài)可用兩個(gè)單電子不可約表示的直積來表示。即以兩個(gè)t2不可約表示的特征標(biāo)相乘，得到一個(gè)可約表示，再用約化公式將可約表示分解為不可約表示的直和，得：

T2×T2=A1+E+T1+T2

還要進(jìn)一步確定這些譜項(xiàng)的多重性，A1為一種狀態(tài)，E為二重簡(jiǎn)并狀態(tài)，T1、T2為三重簡(jiǎn)并，若每個(gè)都是單態(tài)，又包含9種狀態(tài)，還應(yīng)有1個(gè)三重簡(jiǎn)并的三重態(tài)，或（A1+E）是三重態(tài)，我們參考一下弱場(chǎng)方案的譜項(xiàng)，可定出T1為三重態(tài)，即1A+1E+3T1+1T2

第9頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四(2)t2g1eg1

對(duì)于1個(gè)電子填在t2g軌道有6種選擇，1個(gè)電子填在eg軌道有4種選擇，合起來共有24種狀態(tài)：t2與e不可約表示的直積為一可約表示，再進(jìn)行群分解，可得到2個(gè)t1和2個(gè)t2四個(gè)不可約表示的直和，若都是單態(tài)，僅有12個(gè)狀態(tài)，故應(yīng)是2個(gè)單態(tài)2個(gè)三重態(tài)，即：

1T1+1T2+3T1+3T2

第10頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四(3)1eg2

一個(gè)電子填在eg軌道有4種選擇，2個(gè)電子填在eg軌道C42=6種選擇，即：這樣，我們得到了d2組態(tài)在強(qiáng)場(chǎng)中先分成3種情況，然后對(duì)3種情況的狀態(tài)用點(diǎn)群不可約表示直積處理，最后群分解，得到3種情況中2個(gè)電子相互作用產(chǎn)生的譜項(xiàng)能級(jí)分裂，將這些結(jié)果畫在下圖，得到d2離子在八面體強(qiáng)場(chǎng)中的能級(jí)分裂圖。

第11頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四第12頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四分裂能的概念以前我們就有學(xué)習(xí)過，在此我們只討論影響分裂能大小的一些因素.

1.金屬離子的電荷:

當(dāng)電荷增加時(shí)，配體更靠近金屬離子，對(duì)d軌道產(chǎn)生較大的微擾，分裂能變大2.化學(xué)光譜序列:

金屬離子相同，不同的配體也有不同的分裂能值，這一順序就是化學(xué)光譜序列（前面已介紹過）配體場(chǎng)分裂能第13頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四金屬離子在周期表中的位置:

當(dāng)配體相同時(shí)，處在同一系列的過渡金屬離子的△值差別不大，對(duì)于不同過渡系的金屬就有較大差別處在同族，氧化態(tài)相同的過渡態(tài)金屬?gòu)牡谝贿^渡系→第二過渡系→第三過渡系，△值依次遞增30％－50％。這是由于后兩過渡系的金屬d軌道比較擴(kuò)展，受到配體電場(chǎng)更強(qiáng)的作用,因而分裂能增大。第14頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四電子成對(duì)能:

當(dāng)兩個(gè)電子在占有同一軌道時(shí)，自旋成對(duì)，必須克服電子間的相互排斥所需要的能量，用P表示配體場(chǎng)穩(wěn)定化能：

過渡金屬的d電子進(jìn)入分裂的d軌道后相對(duì)對(duì)于它們處在未分裂d軌道時(shí)總能量的下降，該體系更穩(wěn)定，這部分能量即為配體場(chǎng)穩(wěn)定化能（LFSE）

根據(jù)d軌道在各種不同對(duì)稱性的配體場(chǎng)中分裂的能量數(shù)值及金屬離子的d電子的排布可計(jì)算配體場(chǎng)穩(wěn)定化能第15頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四

當(dāng)t2g,eg軌道為全空、半滿或全滿時(shí)，d電子云分布是對(duì)稱的，配合物為正八面體構(gòu)型；其它狀態(tài)的d電子云分布都不對(duì)稱，導(dǎo)致八面體變形。若離子或分子的基譜項(xiàng)是屬于E或T譜項(xiàng)，則會(huì)發(fā)生姜-泰勒畸變，若是A或B譜項(xiàng)則不會(huì)發(fā)生姜-泰勒畸變姜-泰勒(Jahn-TellerEffect)效應(yīng)：第16頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四例：Cu2+(d9,t2g6eg3)(dx2-y2)2(dz2)1(dz2)2(dx2-y2)1壓扁八面體拉長(zhǎng)八面體第17頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四拉長(zhǎng)八面體場(chǎng)中的5個(gè)d軌道第18頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四Z軸縮短的八面體(D4h)Z軸拉長(zhǎng)的八面體(D4h)正八面體場(chǎng)Oh12思考：解釋為什么2<1?能量第19頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四拉長(zhǎng)八面體場(chǎng)中Cu2+(d9)的電子排布CFSE=1/2第20頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四八面體場(chǎng)中Ni2+(d8)的電子排布CFSE=0不發(fā)生畸變(t2g6eg2)第21頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四Jahn-Teller變形的程度

(因?yàn)?<1，部分填充eg軌道分裂后的較低能級(jí)的電子比t2g電子會(huì)獲得更多的穩(wěn)定化能，因而Jahn-Teller效應(yīng)顯著

)t2g1t2g2t2g3eg1Cr(II),

Mn(III)t2g5t2g4eg2t2g6eg1Ni(III)t2g5eg2t2g4變形大t2g6eg3Cu(II)變形?。旱?2頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四Jahn-Teller效應(yīng)對(duì)配合物性質(zhì)的影響構(gòu)型：發(fā)生畸變穩(wěn)定性：獲得額外的CFSE電子光譜第23頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四§2d-d躍遷光譜產(chǎn)生原因：d量子層中不同能級(jí)間躍遷所處波區(qū)：多數(shù)在可見區(qū)，少數(shù)處在近紫外區(qū)和近紅外區(qū)譜帶強(qiáng)度：小，=1~1000第24頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四電荷轉(zhuǎn)移光譜產(chǎn)生原因：中心離子與配體間電子轉(zhuǎn)移躍遷所處波區(qū)：紫外區(qū)譜帶強(qiáng)度:大，=104~105LeeM第25頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四配體內(nèi)電子躍遷光譜產(chǎn)生原因：配體內(nèi)部電子在不同能級(jí)間發(fā)生躍遷所處波區(qū)：紫外區(qū)，有時(shí)出現(xiàn)在可見區(qū)譜帶強(qiáng)度：強(qiáng)，與配體性質(zhì)有關(guān)第26頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四光譜類型產(chǎn)生原因所處波段譜帶強(qiáng)度d-d躍遷光譜不同能級(jí)d量子層中間躍遷可見區(qū)小電荷轉(zhuǎn)移光譜M-L電子轉(zhuǎn)移躍遷紫外區(qū)大配體內(nèi)電子躍遷光譜配體內(nèi)部電子在不同能級(jí)間發(fā)生躍遷紫外區(qū)，有時(shí)出現(xiàn)在可見區(qū)大配合物電子光譜的類型第27頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四d-d光譜的強(qiáng)度和寬度1.d-d光譜的強(qiáng)度電子躍遷幾率越大，強(qiáng)度越大允許躍遷：滿足光譜選律的電子躍遷禁阻躍遷：不滿足光譜選律的電子躍遷第28頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四自旋禁阻規(guī)則(多重度選律)：自旋多重度不同的能級(jí)間的躍遷是禁阻的S=0允許S0禁阻躍遷（系間竄躍）①電子躍遷光譜選律第29頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四軌道選律(Laporte選律)：相同角量子數(shù)的不同能級(jí)間的躍遷是禁阻的ddpdppsp對(duì)于存在對(duì)稱中心的配合物：ggguuu禁阻(ml=0)對(duì)稱性禁阻允許(ml0)對(duì)稱性允許第30頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四例:Td型配合物：②對(duì)稱性禁阻的部分解除無對(duì)稱中心的配合物：p,d軌道之間的混雜導(dǎo)致對(duì)稱性部分解除（強(qiáng)度大）dxydyzdxzt2混雜d(p)dpxpypzt2第31頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四例:Oh型配合物：有對(duì)稱中心的配合物：某些振動(dòng)使配合物暫時(shí)失去對(duì)稱中心，導(dǎo)致對(duì)稱性部分解除，產(chǎn)生宇稱允許的d-d躍遷第32頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四iii.強(qiáng)旋-軌偶合作用使自旋禁阻部分解除例[Mn(H2O)6]2+(d5)：譜帶弱，=0.03譜帶數(shù)目多譜帶寬度變化大6A1g第33頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四2.d-d光譜的寬度譜帶半寬度：吸收峰在max/2處的寬度摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)MnBr42-Mn(H2O)62+第34頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四影響峰寬的因素：i.分子振動(dòng)：M-L距離改變，Dq發(fā)生相應(yīng)變化E=10Dq溫度升高，分子振動(dòng)加劇，峰變寬第35頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四ii.Jahn-Teller效應(yīng)：d軌道之間的能量差發(fā)生改變,躍遷能因而發(fā)生改變第36頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四iii.旋-軌偶合作用：由于旋-軌偶合作用，自旋禁阻被部分解除，出現(xiàn)更多的允許躍遷，峰加寬。第一過渡金屬系列：旋軌偶合小，峰展寬不明顯第二、三過渡金屬系列：旋軌偶合大，可觀察到明顯譜帶變寬甚至可觀察到精細(xì)譜帶第37頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四自旋允許躍遷：1000~3000cm-1自旋禁阻躍遷：300cm-1對(duì)于t2gnegN-n組態(tài)：E=n(-4Dq)+(N-n)6Dq第38頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四自旋允許躍遷發(fā)生在不同組態(tài)間自旋允許躍遷發(fā)生在能級(jí)圖不同斜率的譜項(xiàng)間（譜峰寬）不同配體取代后譜帶位置移動(dòng)第39頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四自旋禁阻躍遷大多發(fā)生在相同組態(tài)間自旋禁阻躍遷多數(shù)發(fā)生在能級(jí)圖斜率相同的譜項(xiàng)間（譜峰窄）不同配體取代后譜帶位置沒有移動(dòng)第40頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四八面體配合物的LM荷移躍遷圖若t2g軌道未滿，四種躍遷都可能存在。若t2g軌道已滿，2和3不存在?！?電荷遷移光譜(ChargeTransferSpectroscopy)①LM:第41頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四②影響躍遷能大小的因素：金屬離子：金屬離子的氧化態(tài)越高，d軌道的能量越低，且d電子數(shù)少，電子排斥作用小，因而躍遷能小，如躍遷能：ML6>ML6+>ML62+配體：配體還原性越強(qiáng)越容易失去電子，電子躍遷的阻力小，因而躍遷能也小。如躍遷能：I-<Br-<Cl-<F-思考：比較[NiCl4]2-、[NiBr4]2-和[NiI4]2-的電荷轉(zhuǎn)移躍遷能量高低？第42頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四<作業(yè)>1.在下面各對(duì)電子躍遷中，預(yù)測(cè)哪個(gè)比較強(qiáng)?為什么？①[Co(NH3)6]3+的1T2g1A1g與[Co(en)3]3+的1T21A1。②[V(C2O4)3]4-的4E4A2與2E4A2。③[NiCl4]2-的最強(qiáng)d-d帶與[MnCl4]2-的d-d帶。第43頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四§4鑭系和錒系元素的電子光譜鑭系和錒系元素也有電荷躍遷光譜和類似d-d躍遷的f-d躍遷和f-f躍遷。其電荷躍遷光譜和d區(qū)過渡金屬的沒多大差別。但由于鑭系元素f軌道被s,p亞層軌道所覆蓋，受到了很有效的屏蔽，因而其狀態(tài)受配體的影響很小，因此f-f光譜吸收很弱，吸收峰很尖銳。這些化合物的光譜與d-d有明顯不同，更類似于自由氣態(tài)離子的光譜.

另一個(gè)性質(zhì)是，鑭系元素具有熒光或發(fā)光的性質(zhì)。這是由于從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的電子可以直接回到基態(tài)，也可回到一些中間的激發(fā)態(tài)，這時(shí)就放出與吸收不同波長(zhǎng)的光.第44頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四§5混合價(jià)光譜混合價(jià)化合物：

無機(jī)化合物中含有兩個(gè)或更多的同種元素的原子，它們一不同的氧化態(tài)存在。如普魯士藍(lán)：KFe[Fe(CN)6]，其中低自旋的Fe2＋與CN-的C原子配位，F(xiàn)e3＋為高自旋。許多混合價(jià)化合物的光譜的可見區(qū)域常會(huì)常數(shù)很強(qiáng)的吸收，使化合物呈較深的顏色。如[Fe(CN)6]4-在水溶液中是淡黃色的，[Fe(H2O)6]3+幾乎是無色的，但化合物KFe[Fe(CN)6]是深藍(lán)色。第45頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四M.B.Robin和P.Day理論若在混合價(jià)分子中同種元素的兩種簡(jiǎn)體的原子是A和B，它們的氧化態(tài)為＋2和＋3。當(dāng)這種分子的基態(tài)A(Ⅱ)B(Ⅲ)和激發(fā)態(tài)A(Ⅲ)B(Ⅱ)的能量相差不大時(shí)，在A和B原子間會(huì)有少量的電荷轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生兩種狀態(tài)的混合，此時(shí)的基態(tài)波函數(shù)則是兩種狀態(tài)的線性組合：

{cosa[ψA(Ⅱ)ψB(Ⅲ)]}+sina[ψA(Ⅲ)ψB(Ⅱ)]}ψ（其他原子）（1）

混合參數(shù)a稱為價(jià)離域參數(shù)，表示激發(fā)態(tài)混進(jìn)基態(tài)波函數(shù)的程度。因此，混合價(jià)化合物的混合價(jià)光譜就是由電子從基態(tài)（1）躍遷到激發(fā)態(tài)（2）產(chǎn)生的。{cosa[ψA(Ⅲ)ψB(Ⅱ)]}+sina[ψA(Ⅱ)ψB(Ⅲ)]}ψ（其他原子）（2）第46頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四

價(jià)離域參數(shù)參數(shù)a的數(shù)值①取決于兩種狀態(tài)[A(Ⅱ)B(Ⅲ)和A(Ⅲ)B(Ⅱ)]的能量差，當(dāng)能量差大時(shí)，兩種狀態(tài)很少發(fā)生混合。

②另外也取決于A和B間的相互作用，若A和B鄰接且電子云有較大重疊或A和B被一個(gè)能與它們形成共價(jià)鍵的中間體相連，則有利于電荷的轉(zhuǎn)移和混合根據(jù)a值大小，可將混合價(jià)混合物分成三類：第一類：A和B處在很不同的環(huán)境中，a~0，基態(tài)和激發(fā)態(tài)不發(fā)生混合，電子躍遷需要加高能量，而不出現(xiàn)在光譜的空間區(qū)，化合物的性質(zhì)基本上時(shí)兩種單核體系A(chǔ)(Ⅱ)和B(Ⅲ)性質(zhì)的疊加。如尖晶石Co3O4。第47頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四第二類：a值不大，但不為0，大多在0.01到0.1之間。這類化合物中A和B的環(huán)境差別不是很大，并常有一個(gè)橋配體連接。這類化合物光譜的可見區(qū)會(huì)出現(xiàn)在單核體系中觀察不到的混合價(jià)光譜。如普魯士藍(lán)KFe[Fe(CN)6]。第三類：有大的a值，電子有廣泛的離域作用?？煞譃閮尚☆悾?/p>

1.電子在單個(gè)分子內(nèi)離域，如I3-和Bi53+。

2.電子在整個(gè)晶體內(nèi)的離域，在譜圖上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)帶狀的圖形。典型例子是非化學(xué)計(jì)量比的氧化鎳第48頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四§6無機(jī)化合物的磁性物質(zhì)的磁性主要有順磁性和反磁性。當(dāng)電子成對(duì)時(shí)，電子間的磁矩（自旋磁矩和軌道磁矩）彼此抵消，因此只有在基態(tài)時(shí)含有未成對(duì)電子的分子才有凈磁矩。

由凈磁矩組成的物質(zhì)，在無外加磁場(chǎng)時(shí)，分子磁矩指向各個(gè)方向的概率相同，不顯磁性。但當(dāng)有外加磁場(chǎng)時(shí)，分子的磁矩趨向于外磁場(chǎng)方向，使內(nèi)部產(chǎn)生一附加磁場(chǎng)。物質(zhì)表現(xiàn)出順磁性一、物質(zhì)的磁性(MagneticProperty)第49頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四順磁性物質(zhì)如：O2，NO，金屬，有機(jī)自由基，過渡金屬配合物：Cu2+，Ti3+等，稀土金屬配合物：Gd3+，Dy3+等第50頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四反磁性若分子中不含有未成對(duì)電子，但它們具有閉殼層電子，在外磁場(chǎng)作用下，成對(duì)電子的軌道平面被稍微扭斜，產(chǎn)生出一與外磁場(chǎng)反向的磁矩，物質(zhì)表現(xiàn)出反磁性。

例：大多數(shù)有機(jī)物，SiO2，Al2O3，CO2，He，Ne，堿土金屬鹽第51頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四小結(jié)1)磁性是物質(zhì)的基本性質(zhì)2)分子的永久磁矩是產(chǎn)生順磁性的原因3)一般情況下，順磁效應(yīng)遠(yuǎn)大于抗磁效應(yīng)第52頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四起因：離子間的相互作用鐵磁性：離子的磁矩傾向于平行排列，磁矩相互增強(qiáng)反鐵磁性：離子的磁矩傾向于反平行排列，磁矩相互抵消鐵磁性(ferromagnetic)和反鐵磁性(antiferromagnetic)>0(鐵磁性)<0(反鐵磁性)第53頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四二、磁化率和有效磁矩1.磁化率(magneticsusceptibility)=

+4：外磁場(chǎng)強(qiáng)度：物質(zhì)內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度（磁感應(yīng)強(qiáng)度）：附加磁場(chǎng)強(qiáng)度4順磁性：正值抗磁性：負(fù)值第54頁，共64頁，2023年，2月20日，星期四對(duì)于非鐵磁物質(zhì)：=：體積