CARACTERIZACIÓN MAGNÉTICA DE ALGUNOS ELEMENTOS Autor: M. C. Q. Alfredo Velásquez Márquez Adaptado por: Ing. Ayesha Sagrario Román García

Objetivos de la práctica EL ALUMNO: 1. Aprenderá a utilizar el teslámetro para la medición de la intensidad de un campo magnético. 2. Con base en los datos experimentales, clasificará a los elementos empleados como diamagnéticos, paramagnéticos o ferromagnéticos. 3. Comparará la clasificación experimental de los elementos con la predicha a partir de su configuración electrónica.

Propiedades magnéticas Dependiendo de su comportamiento en presencia de un campo magnético externo, las sustancias se pueden clasificar en: Diamagnéticas. Sustancias que son repelidas por las líneas de flujo de un campo magnético externo. Paramagnéticas. Sustancias que son atraídas por las líneas de flujo un campo magnético externo. Ferromagnéticas. Sustancias que son fuertemente atraídas por las líneas de flujo de un campo magnético externo.

Número cuántico de espín El cuarto número cuántico se denota con la letra s y se le denomina número cuántico de espín o de giro del electrón. Norte magnético Sur magnético Sur magnético Norte magnético

Propiedades magnéticas Hidrógeno: 1s1 N S PARAMAGNÉTICO 1s Helio: 1s2 N S N S DIAMAGNÉTICO 1s

Propiedades magnéticas Diamagnéticas. Sustancias que son repelidas por las líneas de flujo de un campo magnético externo. Presentan todos sus electrones apareados. Paramagnéticas. Sustancias que son atraídas por las líneas de flujo un campo magnético externo. Presentan al menos un electrón desapareado Ferromagnéticas. Sustancias que son fuertemente atraídas por las líneas de flujo de un campo magnético externo. ?

Propiedades magnéticas Litio: 1s2, 2s1 N S N S PARAMAGNÉTICO 1s 2s Berilio: 1s2, 2s2 N S N S N S DIAMAGNÉTICO 1s 2s

Propiedades magnéticas Boro: 1s2, 2s2, 2p1 1s S N 2s 2px 2py 2pz PARAMAGNÉTICO 1s 2s 2px 2py 2pz Caben: 2 Hay: 2 Caben: 2 Hay: 2 Caben: 6 Hay: 1

Propiedades magnéticas Carbono: 1s2, 2s2, 2p2 Caben: 6 Hay: 2 PARAMAGNÉTICO Nitrógeno: 1s2, 2s2, 2p3 PARAMAGNÉTICO Oxígeno: 1s2, 2s2, 2p4 PARAMAGNÉTICO PARAMAGNÉTICO Flúor: 1s2, 2s2, 2p5 DIAMAGNÉTICO Neón: 1s2, 2s2, 2p6

Propiedades magnéticas Aluminio: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 PARAMAGNÉTICO Cobre: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d9 PARAMAGNÉTICO PARAMAGNÉTICO Cobre: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d10 Hierro: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6 PARAMAGNÉTICO 3d6 : 3dXY 3dXZ 3dYZ 3dX -Y 2 3dX

Propiedades magnéticas

Sustancia paramagnética Sur Norte

Sustancia paramagnética Sur Norte

Sustancia paramagnética Conjuntando la información que nos dan los cuatro números cuánticos, se puede decir que en el átomo de hidrógeno, su único electrón se encuentra en el orbital 1s y los valores de sus números cuánticos son n= 1, l=0, m=0 y s=+1/2; como el campo magnético generado por el giro del electrón proporciona al átomo en su conjunto un campo magnético, se dice que este es un átomo paramagnético.

Sustancia paramagnética Sur Norte Conjuntando la información que nos dan los cuatro números cuánticos, se puede decir que en el átomo de hidrógeno, su único electrón se encuentra en el orbital 1s y los valores de sus números cuánticos son n= 1, l=0, m=0 y s=+1/2; como el campo magnético generado por el giro del electrón proporciona al átomo en su conjunto un campo magnético, se dice que este es un átomo paramagnético.

Sustancia paramagnética Sur Norte Conjuntando la información que nos dan los cuatro números cuánticos, se puede decir que en el átomo de hidrógeno, su único electrón se encuentra en el orbital 1s y los valores de sus números cuánticos son n= 1, l=0, m=0 y s=+1/2; como el campo magnético generado por el giro del electrón proporciona al átomo en su conjunto un campo magnético, se dice que este es un átomo paramagnético.

Sustancia paramagnética Sur Norte Conjuntando la información que nos dan los cuatro números cuánticos, se puede decir que en el átomo de hidrógeno, su único electrón se encuentra en el orbital 1s y los valores de sus números cuánticos son n= 1, l=0, m=0 y s=+1/2; como el campo magnético generado por el giro del electrón proporciona al átomo en su conjunto un campo magnético, se dice que este es un átomo paramagnético.

Sustancia paramagnética Conjuntando la información que nos dan los cuatro números cuánticos, se puede decir que en el átomo de hidrógeno, su único electrón se encuentra en el orbital 1s y los valores de sus números cuánticos son n= 1, l=0, m=0 y s=+1/2; como el campo magnético generado por el giro del electrón proporciona al átomo en su conjunto un campo magnético, se dice que este es un átomo paramagnético.

Sustancia paramagnética Sustancia ferromagnética Sur Norte HIERRO COBALTO NÍQUEL Conjuntando la información que nos dan los cuatro números cuánticos, se puede decir que en el átomo de hidrógeno, su único electrón se encuentra en el orbital 1s y los valores de sus números cuánticos son n= 1, l=0, m=0 y s=+1/2; como el campo magnético generado por el giro del electrón proporciona al átomo en su conjunto un campo magnético, se dice que este es un átomo paramagnético.

Configuración electrónica Aluminio: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 PARAMAGNÉTICO Cobre: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d10 Hierro: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6 Ejemplo de sustancia Ferromagnética (Ferro fluido) Ejemplo de sustancia diamagnética (grafito pirolítico)

Permeabilidad magnética (m) Puede considerarse como una medida de la facilidad con la que una sustancia permite el paso de las líneas de flujo de un campo magnético externo; es decir, que tan “permeable” es la sustancia al paso de las líneas de flujo de un campo magnético. Sur Norte

Permeabilidad magnética relativa (km) Es el cociente que resulta de dividir la permeabilidad magnética de una sustancia, entre un valor patrón; el cual, generalmente es la permeabilidad magnética del vacío cuyo valor es 4px10-7 [T·m·A-2]. Dependiendo del valor de km, se puede determinar si una sustancia es diamagnética, paramagnética o ferromagnética con base en los valores siguientes: km < 1 1 ≤ km < 10 10 ≤ km Diamagnética Paramagnética Ferromagnética

Desarrollo experimental

l= Longitud del conductor Cálculos y resultados BN= Intensidad del campo magnético µN=Permeabilidad magnética del núcleo N= Número de espiras del conductor I= Corriente que pasa a través del conductor l= Longitud del conductor y x m = + b

Cálculos y resultados Corriente [A] Baire[T] BAl[T] BCu[T] BFe[T] 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

Revisores