ДИАМАГНЕТИКИ, вещества, намагничивающиеся навстречу направлению действующего на них внешний магн. поля. В отсутствие внешний магн. поля ДИАМАГНЕТИКИ не имеют магн. момента. Диамагнетизм присущ всем веществам, но поскольку диамагнитная восприимчивость c_d (см. Магнитная восприимчивость) по абс. величине мала, его можно наблюдать экспериментально лишь у веществ, атомы (молекулы, ионы) которых не обладают собственным постоянным магн. моментом. При помещении вещества в магн. поле в электронной оболочке каждого из атомов, в силу закона электромагнитной индукции, индуцируются дополнительные (к токам, обусловленным движением электронов по атомным орбиталям) микроскопич. круговые токи, которые создают в каждом атоме дополнительный (к собственному) магн. момент, направленный противоположно внешний магн. полю. Эти дополнительной токи обусловлены тем, что электроны в атомах приобретают дополнительной вращательное движение (называют прецессией Лармора) вокруг оси, проходящей через центр атома и совпадающей с направлением магн. поля, что и приводит к появлению добавочного магн. момента. Поскольку этот момент направлен навстречу полю, c_d всегда отрицательна. В общем случае c_d слабо зависит от напряженности магн. поля и температуры. Для системы изолированных (несвязанных) атомов или ионов c_d (в расчете на 1 см³) определяется формулой Ланжевена:

где N - число атомов или ионов в 1 см³, e - заряд электрона, m₀- масса покоя электрона, с - скорость света в вакууме,-средний квадрат расстояния i-го электрона от атомного ядра, k - число электронов в атоме или ионе. Сумму можно заменить на где р- число электронов внешний оболочки (дающих наиболее вклад в эту сумму), -средний квадрат ее радиуса. По известным величинам c_d и р можно оценивать размеры атомов или ионов. В металлах и полупроводниках под действием внешний магн. поля возникает орбитальное движение свободных электронов, что вызывает небольшой добавочный диамагнетизм, называют диамагнетизмом Ландау. При температурах, близких к абс. нулю, может наблюдаться осцилляционная зависимость c_d от H^-1 , где H - напряженность магн. поля (эффект Де Хааза - ван Альфвена). Этот эффект используют для определения эффективной массы носителей заряда и формы поверхности Ферми для полупроводников и металлов. В кристаллах низкой симметрии c_d может быть анизотропной. К собственно ДИАМАГНЕТИКИ относятся все инертные газы, Н₂, N₂, кристаллич. Ge, Si, полупроводниковые соединения типа А^ШВ^V (например, GaAs, InSb), A^IIB^VI (например, ZnTe, CdS), некоторые металлы (например, Zn, Cu, Ag, Au), многие органическое вещества (ароматические и др.). Аномально большую по абс. величине c_d = 1/4p имеют сверхпроводники. Однако их диамагнетизм обусловлен не микроскопич, внутриатомными токами, а макроскопич. поверхностными. Лит. см. при ст. Магнитная восприимчивость. ДИАМАГНЕТИКИ Г. Андрианов.

Химическая энциклопедия. Том 2 >> К списку статей