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為什麼: 為什麼只有少數的金屬有磁性？金屬磁性怎麼來的？

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今天的這個知識主題是: 為什麼只有少數的金屬有磁性？金屬磁性怎麼來的？

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本文開始

  小時候特別喜歡玩的吸鐵石總是讓我們存在很多困惑，後來發現有磁性的金屬總是很少，那麼為什麼只有少數的金屬有磁性？為什麼網為您解答~   我們根據物質磁化后對磁場的影響，可以把物質分為三類：a）使磁場減弱的物質稱為抗磁性物質，b）使磁場略有增強的物質稱為順磁性物質，c）使磁場強烈增加的物質稱為鐵磁性物質。事實上，包括空氣在內所有的物質都能被磁化，只是難度不一樣而已。   為什麼只有少數的金屬有磁性？   可以等價於問：為什麼只有少數金屬是鐵磁性的，而大部分金屬是非鐵磁性（即抗磁性和順磁性）？   這個得從金屬磁化的物理本質說起：近代物理證明，構成物質的原子由原子核和電子所構成，每個電子都在作循軌和自旋運動，物質的磁性就是由於電子的這些運動產生的。對於金屬來說，金屬是由點陣的離子和自由電子構成。在磁場的作用下電子運動會產生抗磁磁矩，與此同時，點陣的離子和自由電子會產生順磁磁矩。   下面，我們分析下各種金屬的磁特性。   1、金屬的抗磁性和順磁性（金屬的非鐵磁性）   金屬中銅（Cu）、銀（Ag）、金(Au)、鎘（Cd）、汞（Hg）等，它們的離子所產生的抗磁性大於自由電子的順磁性，因此是抗磁性物質。   在元素周期表中接近非金屬的一些金屬元素，如銻（Sb）、鉍（Bi）、鎵（Ga）與錫（Sn）等，它們的自由電子在原子價增加時逐步向共價結合過渡，而共價電子的磁矩互相抵消，因此表現出異常的抗磁性。   所有鹼金屬都是順磁性物質，鹼土金屬（除“鈹”外）也都是順磁性的，這是由於它們的自由電子所產生的順磁性佔主導地位。   鹼金屬指元素周期表ⅠA族元素中所有的金屬元素，包括鋰（Li）、鈉（Na）、鉀（K）、銣（Rb）、銫（Cs）、鈁（Fr）六種。   鹼土金屬指元素周期表中Ⅱ A族元素，包括鈹(Be)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)、鋇(Ba)、鐳(Ra)六種。   三價金屬鋁（Al）、硒(Se)、鑭(La)也是順磁性，它們的順磁性主要是由自由電子或離子的順磁性所決定。   稀土金屬也是順磁性，而且磁性較強，這是因為這些元素的原子4f層或5d層沒有填滿，存在着未能抵消的自旋磁矩所造成。   鈦（Ti）、釩（V）、鉻（Cr）、錳（Mn）等過渡族元素，它們的3d層未被填滿，自旋磁矩未被抵消或而產生強烈的順磁性。   2、金屬的鐵磁性   對於鐵磁性金屬來說，不大的外磁場便會使它強烈磁化，很容易被磁鐵吸附。 鐵磁性金屬的原子磁矩主要來源於電子的自旋磁矩，即使在沒有外磁場的條件下，就可以形成一個個小的“自發磁化區”，我們稱之為“磁疇”。   正是由於在每個磁疇中原子的磁矩已完全排列起來，所以在一個不太強的外磁場，就可以產生一個很強的磁化強度，即樓主認為的“有磁性”。   為什麼只有少數的金屬有磁性？   重新回到問題的起點，金屬的磁性是由其原子結構特性決定的，常溫下，只有少數的金屬可以形成自發磁化區——“磁疇”，所有隻有少數金屬有磁性。   至於鐵磁性金屬為什麼會形成磁疇的原因，涉及量子力學理論：鐵磁性物質內部相鄰原子的電子之間有一種靜電交換作用，正是這種靜電交換作用迫使各原子的磁矩平行或者反向平行排列，使得一個小區域內的各個原子的磁矩按同一方向排列，最終形成自發磁化區域——磁疇。   鐵磁性金屬與非鐵磁性金屬的磁化機制有着很大差異，由於不能自發形成磁化區域，所以非鐵磁性金屬（常見的有鎂、鋁、銅、鈦、奧氏體不鏽鋼）的磁性很弱，無法形成明顯的SN兩極。   上一頁 12下一頁

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