химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

и Yb от общей закономерности ие ясны). Из рис. XIV-23 видно, что по мере роста числа f-электронов парамагнетизм актинидов изменяетси примерно так же, как у лантанидов.

56) Большие возможности изучения веществ, содержащих в своем составе свободные электроны, дает метод электронного парамагнитного (спинового) резонанса (ЭПР). Как следует из квантовой теории, спиновый магнитный момент электрона (VI § 3 доп. 1) может занимать во внешнем магнитном поле только два несколько различающихся уровнем энергии положения — по полю или против поля. Если на находящееся в магнитном поле вещество, содержащее свободные электроны, направить пучок сантиметровых радиоволн, то при некотором соотношении между напряженностью поля и энергией радиоизлучения (п\) наступает резонансное

поглощение последнего, обусловленное переходом спиновых моментов с более низкого энергетического уровня (по полю) на более высокий (против поля). Обратные переходы (до равновесного состояния) идут самопроизвольно и с выделением тепла. Обычно при заданной ftv последовательно изменяют напряженность магнитного поля до тех

пор, пока не возникает сигнал поглощения, который в простейшем случае имеет вид, показанный на рнс. XIV-24.

Метод электронного парамагнитного резонанса (Е. К. Завойскнй, 1944 г.) позволяет устанавливать наличие таких ничтожных количеств свободных радикалов, которые не могли бы быть обнаружены никакими другими способами. Расшифровка характера сигналов ЭПР часто дает ценную информацию о внутреннем строении исследуемых частиц. С помощью этого метода можно следить за ходом протекания радикальных реакций и т. д. По его применению к различным химическим проблемам имеются монографии *.

57) Вещества, характеризующиеся очень резко выраженным парамагнетизмом, носят название ферромагнитных. Таких веществ сравнительно немного, причем из химических элементов при обычных условиях к ним относятся только Fe, Со и Ni. Для каждого из ннх существует определенная температура (Fe — 769, Со—ИЗО, Ni—358 °С), выше которой ферромагнетизм теряется. Ниже +18 °С ферромагннтея также гадолиний (а при очень низких температурах и некоторые другие лантаниды). 58) Изменение магнитного состояния железа при 769 °С рассматривается как случай фазового перехода второго рода. Особенностью подобных переходов, отличающей нх от гораздо чаще наблюдаемых фазовых переходов первого рода (например, плавления вещества илн его полиморфного превращения), является отсутствие теплового эффекта и скачкообразного изменения объема в точке перехода (см. рис. XI-23),

•Блюыеифельд Л. А., Воеводский В. В., Семенов А. Г. Применение электронного парамагнитного резонанса в химии. Новосибирск, Изд-ао Сиб. отд. АН СССР, 1962. 240 с.

Керрннгтон А., Мак-Лечнаи Э. Магнитный резонанс а его применение в химии, Пер. с англ., под ред. А. Н. Ермакова. М„ «Мир», 1970. 447 с.

Куска X., Роджерс М. ЭПР комплексов переходных металлов. Пер, с англ., под ред, И, ?, Дяткяиой. М., «Мир», 1970, 219 с,

Однако скачки некоторых других свойств (например, теплоемкости) при переходах второго рода имеют место. Следует отметить, что излом иа кривой нагревания железа при 769 °С был зарегистрирован, но обусловлен он, по-видимому, ие теплотой перехода, а скачком теплоемкости (ср. рис. XIV-16).

XIV-25. Схема ферромагнетика.

59) Кроме притягивания их магнитом, важнейшая особенность ферромагнитных веществ заключается в том, что под действием кругового электрического тока они сами становятся магнитами. Интересно и практически важно при этом резкое различие в поведении между чистым железом и сталью. В то время как первое действует в качестве магнита только до тех пор, пока находится под воздействием тока, раз намагниченная стальная пластинка функционирует затем в качестве «постоянного» магнита. Способность никелевой трубки периодически сжиматься и расширяться с частотой налагаемого иа нее магнитного поля используется для получения ультразвуковых воли (X § 4 дол. 21).

60) Ферромагнетизм обусловлен более или менее резким преобладанием в отдельных небольших (с диаметром

порядка 0,01 мм) участках структуры — «доменах» — вещества параллельного расположения, элементарных магнитиков. Сами по себе магнитные моменты этих доменов почти полностью нейтрализуют друг друга (рис. XlV-25,4). Однако внешнее магнитное поле сравнительно легко ориентирует их в своем направлений (рис. XIV-25,5), что и ведет к намагничиванию вещества.

61) Если в веществе достаточно сильно преобладает аитипараллельиое взаимное расположение элементарных магнитиков внутри доменов, то возникает антиферромагнетизм. Магнитом антиферромагнитные вещества не притягиваются. Их характерной особенностью является наличие максимума иа кривой зависимости парамагнетизма от температуры.

62) Прн нагревании, из-за усиления теплового движения частиц, упорядоченность взаимного расположения элементарных магнитиков в конце концов нарушается. Температуры, при которых теряется ферромагнетизм («точки Кюри») или аитиферромагнеРегулятор Электромагнит

бинкеодля тизм (*точки Нэеля»), в отдельных случаях ' \руды очень различны. Например, для марганцаточ-^ 7 ка Нэеля равна —148 °С, а для хрома 4-202 "С.

Могнитноя часть руды

Выше температур Кюри и Нэеля у вещества остается обычный парамагнетизм, но иногда переход происходит более сложно. Например, гольмий до 20 °К ферромагнитеи, в интервале 20—133 °К анти ферромагнитеи, а Выше 133 °К парамагиитеи. Подобное же поведение установлено для диспрозия.

Рис. XIV-26. Принципиальней схема магнитного обогащения руд.

63) Интересен принцип магннтио-теплового двигателя. Если по краю диска, проходящего между полюсами электромагнита, прикрепить небольшие магниты, а затем нагреть один из иих несколько выше точки Кюри, то он потеряет магнитные свойства. Тем самым равновесие нарушится и диск повернется, причем под действие нагревательного устройства попадет следующий магнит, а первый остынет. В результате постоянного повторения процесса диск будет вращаться. Модель такой установки была с успехом опробована.

64) Помимо самих элементов семейства железа ферромагнетизм характерен и для некоторых их соединений. На этом основано, в частности, магнитное обогащение железных руд. Принципиальная схема такого обогащения показана на рис. XIV-26. Как видно из рисунка, подаваемая на транспортер измельченная руда разделяется иа обогащенную железом магнитную часть и немагнитную пустую породу.

65) Сообщалось, что магнитное поле влияет иа рост и развитие растений. Имеются также сообщении об улучшении некоторых технических показателей воды, подвергнутой воздействию магнитного поля (например, она не образует плотного слоя накипи в паровых котлах). Однако это относится только к воде, содержащей следы железа, тогда как на свободную от них воду магнитное поле влияния не оказывает.

вв) Искусственное изменение магнитного состояния веществ сопровождается изменением их температуры. Это обстоятельство нашло интересное использование в области получения сверхнизких температур.

Если при охлаждении жидким гелием подвергнуть действию сильного магнитного поля, например, хромокалиевые квасцы, то выделяющаяся при нх намагничивании теплота тратится на испарение гелия. Удалив его и сразу резко снизив силу поля, удается добиться значительного понижения температуры квасцов за счет поглощения тепла при нх размагничивании. Интересно, что термометром при этом может служить само размагничиваемое вещество: о температуре позволяет судить степень его втягивания остаточным полем (которая при постоянной силе последнего зависит только от температуры).

На этом принципе была создана установка непрерывного действия, поддерживающая температуру в области 0,3 °К- Вместо хромокалиевых квасцов может быть использован ряд других веществ. Например, размагничиванием Gd2(S04)3 достигалась температура 0,006 "К.

67) Выделенные из соединений в очень мелко раздробленном состоянии металлические Fe, Со и Ni обладают пирофорными свойствами, т. е. самовоспламеняются

на воздухе уже при обычных температурах.

страница 141
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ромашки букет
Компания Ренессанс: заказать лестницу из дерева - надежно и доступно!
кресло ch 593
хранение мебели на складе в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)