Магнетохімія
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Магнетохімія

Магнетохімія, магнітохимія, розділ фізичної хімії, в якому вивчається зв'язок між магнітними і хімічними властивостями речовин; крім того, М. досліджує вплив магнітних полів на хімічні процеси. М. спирається на сучасну фізику магнітних явищ (див. Магнетизм ) і крісталлохимію . Вивчення зв'язку між магнітними і хімічними властивостями дозволяє з'ясувати особливості хімічної будови речовини. Для цих цілей використовують як постійні, так і змінні магнітні поля. В разі змінних полів необхідно розрізняти магнітні явища, що відбуваються у відсутність резонансних ефектів, і явища, безпосередньо пов'язані з резонансом. У першому випадку вивчення магнітних явищ не відрізняється в принципі від їх дослідження в постійних полях. Спостережувані ж за певних умов в змінних (переважно високочастотних) полях специфічні ефекти резонансного поглинання речовиною електромагнітної енергії зажадали розробки самостійних методів дослідження (див. Електронний парамагнітний резонанс, Ядерний магнітний резонанс, Феромагнітний резонанс, Хімічна поляризація ядер ) .

  При утворенні хімічного зв'язку спини валентних електронів набувають антипаралельної орієнтації, що приводить до взаємної компенсації їх магнітних моментів. Через це більшість хімічних сполук володіють діамагнітнимі властивостями (див. Діамагнетизм ) . До діамагнітним речовин відносяться, по-перше, іонні з'єднання (наприклад, Nacl, Kcl), в яких електронна структура іонів імітує електронну структуру атомів благородних газів, і, по-друге, ковалентні насичені неорганічні і особливо органічні з'єднання (наприклад, Co 2 , Ch 4 ).

  За відсутності взаємної деформації електронних оболонок діамагнітная сприйнятливість з'єднання аддитивно складається з воспріїмчивостей атомів або іонів, що входять в його склад. Зіставлення виміряної на досвіді діамагнітной сприйнятливості з'єднання з її значенням, обчисленим за аддитивною схемою, дозволяє виявити деформацію електронних оболонок, пов'язану з особливостями хімічної будови. Так, помітне зниження сумарного діамагнетизму органічної сполуки викликається наявністю в молекулі подвійному зв'язку . Ароматичний зв'язок, що характеризується рухом делокалізованних електронів по ароматичному кільцю, приводить, навпаки, до значного збільшення діамагнетизму і до його анізотропії (магнітна сприйнятливість c^, виміряна перпендикулярно плоскість ароматичного кільця, значно перевищує сприйнятливість c||, виміряну паралельно його плоскість). Вказані закономірності дозволяють використовувати дані виміри магнітної сприйнятливості діамагнітних з'єднань для ідентифікації цих з'єднань і здобуття орієнтовних відомостей про характер хімічних зв'язків.

  Для речовин з ненасиченими хімічними зв'язками характерна наявність магнітних моментів, що не компенсуються. До складу таких речовин зазвичай входять атоми перехідних елементів (наприклад, елементів групи заліза, рідкоземельних елементів). Іонні з'єднання цього типа виявляють зазвичай парамагнітні властивості (див. Парамагнетизм ) . Дослідження температурного ходу магнітної сприйнятливості цих речовин дозволяє визначити величину іонного магнітного моменту і судити про валентність складових атомів і їх електронну структуру. Найчастіше зустрічаються, проте, речовини, що містять атоми перехідних елементів, з ковалентною зв'язком. Ці хімічні сполуки можуть бути як парамагнітними, так і феромагнітними або антиферомагнітними (див. Феромагнетизм і Феримагнетизм ) . По-перше двох випадках значення магнітної сприйнятливості і її температурний хід дозволяють оцінити величину ефективного магнітного моменту і зробити певні припущення характері хімічного зв'язку. У феромагнітних і феррімагнітних з'єднань по залежності їх магнітних властивостей від напруженості поля і температури також удається у ряді випадків визначити ефективний магнітний момент іона (або атома) перехідного елементу і число неспарених електронів в нім, тобто визначити його електронну конфігурацію. Такі дані доповнюють результати інших физико-хімічних досліджень.

  Постійні магнітні поля безпосередньо не роблять впливу ні на характер хімічного зв'язку, ні на хімічну рівновагу. Проте у ряді випадків вони можуть впливати на кінетику деяких хімічних процесів.

  Істотний вплив на деякі физико-хімічні процеси в газовій і рідкій фазах можуть надавати зовнішні магнітні поля, що впливають на коагуляцію найдрібніших частинок залізної окалини, частенько в значній кількості присутніх в повітрі і воді. Магнетохимічеськие виміру широко застосовуються для виявлення цих дисперсних включень і контролю чистоти хімічного експерименту.

 

  Літ.: Селвуд П., Магнетохімія, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1958; Figgis Ст N., The magnetic properties of transition metalcomplexes, «Progress in in organic Chemistry»1964, v. 6; Haberditzl W., Magnetochemie, B., 1968: Дорфман Я. Р., Діамагнетизм і хімічний зв'язок, М., 1961; Соколок І. А., Франковіч Е. Л., Вплив магнітних полів на фотопроцеси в органічних твердих тілах, «Успіхи фізичних наук», 1973, т. Ill, ст 2.

  Я. Р. Дорфман.