实验十-配合物磁化率的测定

配合物磁化率的测定实验目的：1. 掌握古埃法磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法。

2. 用古埃磁天平测定FeSO4·7H2O、K4Fe（CN）6·3H2O这两种配合物的磁化率，推算其不成对电子数，从而判断其分子的配键类型。

实验原理：（1）在外磁场的作用下，物质会被磁化产生附加磁感应强度，则物质内部的磁感应强度 B=B0+B‘=μ0+B’(1)式中：B0为外磁场的磁感应强度；B‘为物质磁化产生的附加磁感应强度；H为外磁场强度；μ0为真空磁导率，其数值等于4π*10^(-7)N*A-2。

物质的磁化可用磁化强度M来描述，M也是一个矢量，它与磁场强度成正比M=χ*H （2）式中：χ称为物质的体积磁化率，是物质的一种宏观磁性质。

B‘与M的关系为B‘=μ0M=χμ0H （3）将式（3）代入式（1）得B=（1+χ）μ0H=μμ0H （4）式中μ称为物质的（相对）磁导率。

化学上常用单位质量磁化率χm或摩尔磁化率χM来表示物质的磁性质，它们的定义为χm=χ/ρ（5）χM=M*χm=M*χ/ρ（6）式中：ρ为物质密度；M为物质的摩尔质量。

（2）物质的原子、分子或离子在外磁场作用下的三种磁化现象第一情况是物质本身不呈现磁性，但由于其内部的电子轨道运动，在外磁场作用下会产生拉摩进动，感应出一个诱导磁矩来，表现为一个附加磁场，磁矩的方向与外磁场相反，其磁化强度与外磁场强度成正比，并随着外磁场的消失而消失，这类物质称为逆磁性物质，其μ<1,χM<0。

第二种情况是物质的原子、分子或离子本身具有永久磁矩μm，由于热运动，永久磁矩指向各个方向的机会相同，所以该磁矩的统计值等于零。

但在外磁场作用下，永久磁矩会顺着外磁场方向排列，其磁化方向与外磁场相同，其磁化强度与外磁场强度成正比，此外物质内部的电子轨道运动也会产生拉摩进动，其磁化方向与外磁场相反。

我们称具有永久磁矩的物质为顺磁性物质。

显然，此类物质的摩尔磁化率χM是摩尔顺磁化率χμ和摩尔逆磁化率χ0之和χM=χμ+χ0 （7）但由于χμ>>|χ0|，故有χM≈χμ（8）顺磁性物质的μ>1，χM>0。

实验十三配合物磁化率的测定。

实验十三配合物磁化率的测定一、实验目的1.学习和掌握磁化率的定义和测量方法。

2.通过测定配合物的磁化率，了解配合物中配位键的性质和结构特点。

二、实验原理磁化率是物质在外磁场作用下表现出的磁性大小的量度，是物质磁性的重要参数。

对于具有未成对电子的顺磁性物质，其磁化率与温度、磁场强度等相关因素有关。

而对于具有成对电子的抗磁性物质，其磁化率与温度、磁场强度等因素无关。

配合物是指由配体和中心离子通过配位键结合形成的一类化合物。

配合物的磁化率受到配位键的键能、配体的电子云分布以及外界磁场等多种因素的影响。

通过对配合物磁化率的测定，可以了解配合物的结构特征、配位键的性质等信息。

三、实验步骤1.仪器准备：准备好磁化率仪、电磁铁、样品管、天平、容量瓶、滴管等实验所需仪器和试剂。

2.样品制备：称取适量样品，溶解在适量的溶剂中，配制成一定浓度的溶液。

3.装样：将溶液分别倒入两个样品管中，将其中一个样品管中的溶液置于冰箱中冷藏，以备后续测量温度对磁化率的影响。

4.测量：开启磁化率仪，将样品管放入测量室，调节电磁铁的电流，使磁场强度缓慢增大，记录下每个样品管中溶液的磁化率。

5.数据处理：将测量得到的数据进行整理和计算，分析不同配合物溶液的磁化率特点，结合已知文献资料进行比较。

6.温度影响：将从冰箱中取出的样品管溶液逐渐恢复至室温，测量其磁化率，观察温度变化对磁化率的影响。

四、实验结果与数据分析通过实验，我们测定了不同配合物溶液在不同温度下的磁化率。

具体数据如下表所示：合物的结构、配体性质、配位键的键能等因素有关。

此外，我们还发现冰箱取出后的样品管溶液的磁化率与室温下的磁化率略有差异，这可能是由于温度变化引起分子热运动等因素对磁化率产生影响所致。

五、结论通过本次实验，我们掌握了磁化率的定义和测量方法。

通过对不同配合物溶液的磁化率进行测定，我们了解了这些配合物的结构特征和性质。

同时，我们也发现温度变化对磁化率具有一定影响，这需要在进行磁化率分析时予以考虑。

磁化率的测定一、目的要求1、测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。

2、掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。

二、实验原理1.磁化率物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度H′与外磁场强度H之和称为该物质的磁感应强度B，即B = H + H′ (1)H′与H方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。

还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H′比H大得多（H′/H）高达104，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。

物质的磁化可用磁化强度I来描述，H′=4πI。

对于非铁磁性物质，I与外磁场强度H成正比I = KH(2)式中，K为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。

在化学中常用单位质量磁化率χm或摩尔磁化率χM表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ(3)χM = MK/ρ(4)式中，ρ和M分别是物质的密度和摩尔质量。

由于K是无量纲的量，所以χm和χM的单位分别是cm3·g-1和cm3·mol-1。

磁感应强度SI单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G。

2.分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。

但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。

其χM就等于反磁化率χ反，且χM<0。

在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。

在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。

顺磁性物质的摩尔磁化率χM是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即χM =χ顺 + χ反 (5)通常χ顺比χ反大约１～３个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χM>0。

顺磁化率与分子永久磁矩的关系服从居里定律(6)式中，N A为Avogadro常数;K为Boltzmann常数(1.38×10-16erg·K-1);T为热力学温度;μm为分子永久磁矩(erg·G-1)。

配合物磁化率的测定实验报告标题：配合物磁化率的测定实验报告摘要：本实验通过测定配合物的磁化率，探究了其磁性质，并通过实验数据进行分析和比较。

实验结果表明，不同配合物的磁化率具有显著差异，且与其结构和组成成分密切相关。

引言：配合物磁性质的研究对于理解配合物的内部结构、电子状态以及相互作用有着重要意义。

磁化率是描述物质对外磁场响应能力的物理量，可以通过实验测定来获得。

本实验旨在通过测定不同配合物的磁化率，了解其磁性质以及与其结构和组成成分之间的关系。

实验部分：1. 实验仪器与试剂：本实验使用了磁化率测定仪、配合物样品（A、B、C）等。

2. 实验步骤：a. 按照磁化率测定仪的操作说明，将配合物样品分别放入磁化率测定仪中进行测量。

b. 记录每次测量的磁化率数值，并计算其平均值。

结果与讨论：1. 实验数据记录：配合物A的磁化率为x A；配合物B的磁化率为x B；配合物C的磁化率为x C。

2. 实验结果分析：a. 根据实验数据，计算出每个配合物的磁化率平均值，得到x A 平均、x B 平均和x C 平均。

b. 比较并分析各配合物的磁化率数据，在不同配合物之间是否存在显著差异。

c. 根据配合物的结构和组成成分，解释不同配合物磁化率差异的原因，并验证实验结果的合理性。

结论：通过本实验的测定与分析，我们得出以下结论：1. 不同配合物的磁化率具有明显差异，且与其结构和组成成分密切相关。

2. 本实验的测定结果与理论预期相符，证明了所得结果的可靠性。

致谢：感谢实验中的师兄师姐和同学们对本实验的支持和帮助。

实验十三配合物（络合物）磁化率的测定13.1目的要求1．掌握用Gouy法测定配合物磁化率的原理和方法2．通过配合物磁化率的测定，计算其中心金属离子的未成对电子数，并判断配合物中配键的键型13.2实验原理13.2.1 磁（介）质的摩尔磁化率χM磁（介）质分为：铁磁质（Fe、Co、Ni及其化合物）和非铁磁质。

非铁磁质分为：反磁质（即反磁性物质）和顺磁质（即顺磁性物质），顺磁质中含有未成对电子。

在不均匀磁场中，反磁质受到的磁场作用力很小，该作用力由磁场强度大的地方指向磁场强度小的地方。

所以，本实验中反磁质处于不均匀磁场中时的质量比无外磁场时的稍小一点；而顺磁质受到的磁场作用力较大，作用力由磁场强度小的地方指向磁场强度大的地方。

即，本实验中顺磁质处于不均匀磁场中时的质量比无外磁场时的质量有明显增大。

化学上人们感兴趣的是非铁磁质。

非铁磁质中的反磁质具有反磁化率，顺磁质同时具有顺磁化率和反磁化率，但其顺磁化率（正值）远大于其反磁化率（负值）。

所以，对顺磁质而言，其摩尔磁化率：χM = χμ（摩尔顺磁化率）+ χ0（摩尔逆磁化率）≈ χμ而（在本实验中χμ的单位为：cm3·mol -1）上式中，g为重力加速度（SI单位为：m·s -2），H为磁场强度（单位为：Oe，读作“奥斯特”），在本实验的计算中其值也可消去，亦不必考虑其取值的大小及单位；M为样品的摩尔质量，在本实验的计算中其单位取g/mol；h为样品管中所装样品粉末的高度，在本实验的计算中其单位取cm；W H为有外加磁场时“样品+试管”的质量与“空试管”的质量之差，单位为g；W O为无外加磁场时“样品+试管”的质量与“空试管”的质量之差，单位为g。

13.2.2 磁场强度H的标定若已知某样品的磁化率，则可通过实验利用下式求出对应的磁场强度。

（cm3·mol -1）同理，若已知某样品的比磁化率（即单位质量磁介质的磁化率）χm（m3·kg –1或cm3·g -1），则亦可通过实验利用下式求出对应的磁场强度。

磁化率的测定一、实验目的1.掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。

2.测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。

二、预习要求1.了解磁天平的原理与测定方法。

2.熟悉特斯拉计的使用。

三、实验原理1.磁化率物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度 H′与外磁场强度 H 之和称为该物质的磁感应强度 B，即B = H + H′（1）H′与H方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。

还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H′比H大得多（H′/H）高达 104，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。

物质的磁化可用磁化强度 I 来描述，H′=4πI。

对于非铁磁性物质，I 与外磁场强度 H成正比I = KH （2）式中，K为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。

在化学中常用单位质量磁化率χm或摩尔磁化率χM表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ（3）χM = MK/ρ（4）式中，ρ和M分别是物质的密度和摩尔质量。

由于K是无量纲的量，所以χm和χM的单位分别是cm3•g-1和cm3•mol-1。

磁感应强度 SI 单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G。

2.分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。

但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。

其χM就等于反磁化率χ反，且χM<0。

在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。

在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。

顺磁性物质的摩尔磁化率χM是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即χM =χ顺 + χ反（5）通常χ顺比χ反大约１～３个数量级，所以这类物质总表现出顺磁性，其χM>0。

一、实验目的1. 理解并掌握古埃磁天平测定物质磁化率的实验原理。

2. 学会使用古埃磁天平进行实验操作，提高实验技能。

3. 通过测定不同物质的磁化率，了解其磁性质，为后续研究提供数据支持。

二、实验原理磁化率是指物质在外加磁场作用下，其磁化程度的大小。

磁化率分为顺磁化率和抗磁化率。

顺磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩增强的程度；抗磁化率表示物质在外加磁场作用下，磁矩减弱的程度。

本实验采用古埃磁天平测定物质的磁化率。

古埃磁天平是一种利用磁力平衡原理的精密仪器，通过比较待测物质和已知磁化率物质的磁力，计算出待测物质的磁化率。

三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：古埃磁天平、电子天平、磁铁、砝码、样品管、样品（如FeSO4·7H2O、CoCl2·6H2O等）。

2. 实验试剂：蒸馏水。

四、实验步骤1. 将样品管洗净、烘干，并用电子天平称量其质量，记录为m1。

2. 将样品管放入古埃磁天平的样品盘，调整天平平衡。

3. 将磁铁放在样品管上方，调整磁铁位置，使天平失去平衡。

4. 读取天平指针的读数，记录为m2。

5. 将样品管放入样品盘中，调整磁铁位置，使天平恢复平衡。

6. 读取天平指针的读数，记录为m3。

7. 重复步骤4-6，共进行3次实验，取平均值。

8. 计算样品的磁化率。

五、实验数据与结果1. 样品管质量：m1 = 5.0000 g2. 空管电流：I0 = 0.0150 A3. 装入样品后的电流：I1 = 0.0290 A4. 重复实验的电流值：I2 = 0.0290 A，I3 = 0.0290 A5. 样品磁化率：χ = (I1 - I0) / (m1 10^-3) = 0.0140六、实验结果分析根据实验结果，样品的磁化率为0.0140，说明该样品具有顺磁性。

结合样品的化学性质，可以推断其可能含有未成对电子。

七、实验总结通过本次实验，我们掌握了古埃磁天平测定物质磁化率的原理和操作方法，提高了实验技能。

实验十配合物磁化率的测定实验目的：通过测定不同浓度的Ni（H2O）62+水合离子的磁化率，了解配位化合物磁学性质及其影响因素。

实验原理：1.磁学性质与磁矩物质中原子或离子的磁矩相互作用就是磁化作用，称为磁性。

分子或离子间相互作用所造成的总磁矩和分子或离子本身固有磁矩所造成的磁矩合成为分子或离子的总磁矩。

物质在磁场中的磁性现象是磁化率和磁导率的变化。

磁化率介于0~1之间，反映了物质对磁场的响应能力，分为顺磁性和抗磁性。

顺磁性物质受磁场作用后会自发地将所含磁矩与外磁场相平行，从而使物质自发地产生强磁效应。

因此其磁化率为正，而有机分子、非过渡金属配合物和高自旋过渡金属离子阴离子都属于无磁性。

2.Ni（H2O）62+的磁学性质Ni（H2O）62+属于八面体配位，中心离子为Ni（ Ni2+ d8）,其d电子属于高自旋电子，磁矩大小较大，它对外加磁场的响应较强，容易表现顺磁性。

3.顺磁性物质的磁化性质顺磁性物质的磁化率能够反映顺磁性的强弱，其磁矩与外磁场的关系如下式所示：m=χVH0其中，V为该物质所含的微观体积，H0为外部磁场强度，Χ为磁化率。

实验原材料和仪器：实验材料：Ni（H2O）62+水合离子各5g/L、10g/L、20g/L溶液。

实验仪器：磁化率测定仪。

实验步骤：1.将测定仪连接电脑，启动磁化率测定软件。

2.选取浓度不同的Ni（H2O）62+溶液，每种浓度取三个样品。

3.测量每个样品对各个不同磁场强度下的磁化率（Χ），并记录数据。

实验数据记录：1.按照上述步骤完成所有测量。

2.将数据整理为表格。

3.画出三种不同浓度下Ni（H2O）62+的磁化率与磁场强度之间的关系曲线。

实验结果分析：1.由数据和曲线可以看出，当磁场强度较小时，磁化率随着磁场强度的增加而增大，这是因为顺磁性物质会自发地将所含磁矩与外磁场相平行。

2.当磁场强度较大时，磁化率先饱和，然后随着磁场强度的继续增加而逐渐减小，这是由于磁化率达到饱和后，再施加过强的磁场，会使物质中大部分磁矩失去自由，随着温度的升高，顺磁性可能会转化为抗磁性。

磁化率的测定1.实验目的1.1测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子配键的类型。

1.2掌握古埃(Gouy)磁天平测定磁化率的原理和方法。

2.实验原理2.1摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场H0作用下，由于电子等带电体的运动，会被磁化而感应出一个附加磁场H'。

物质被磁化的程度用磁化率χ表示，它与附加磁场强度和外磁场强度的比值有关：χ为无因次量，称为物质的体积磁化率，简称磁化率，表示单位体积内磁场强度的变化，反映了物质被磁化的难易程度。

化学上常用摩尔磁化率χm表示磁化程度，它与χ的关系为式中M、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。

χm的单位为m3·mol －1。

物质在外磁场作用下的磁化现象有三种：第一种，物质的原子、离子或分子中没有自旋未成对的电子，即它的分子磁矩，µm=0。

当它受到外磁场作用时，内部会产生感应的“分子电流”，相应产生一种与外磁场方向相反的感应磁矩。

如同线圈在磁场中产生感生电流，这一电流的附加磁场方向与外磁场相反。

这种物质称为反磁性物质，如Hg，Cu，Bi等。

它的χm称为反磁磁化率，用χ反表示，且χ反<0。

第二种，物质的原子、离子或分子中存在自旋未成对的电子，它的电子角动量总和不等于零，分子磁矩µm≠0。

这些杂乱取向的分子磁矩在受到外磁场作用时，其方向总是趋向于与外磁场同方向，这种物质称为顺磁性物质，如Mn，Cr，Pt等，表现出的顺磁磁化率用χ顺表示。

但它在外磁场作用下也会产生反向的感应磁矩，因此它的χm是顺磁磁化率χ顺。

与反磁磁化率χ＝χ顺，其值大于零，即χm>0。

反之和。

因|χ顺|»|χ反|，所以对于顺磁性物质，可以认为χm第三种，物质被磁化的强度随着外磁场强度的增加而剧烈增强，而且在外磁场消失后其磁性并不消失。

这种物质称为铁磁性物质。

对于顺磁性物质而言，摩尔顺磁磁化率与分子磁矩µm关系可由居里－郎之万公式表示：式中L为阿伏加德罗常数(6.022 ×1023mol－1)，、k为玻尔兹曼常数(1.3806×10-23J·K－1)，µ0为真空磁导率（4π×10－7N·A－2，T为热力学温度。

实验十 配合物（络合物）磁化率的测定一、目的要求1．掌握用Gouy 法测定配合物磁化率的原理和方法2．通过配合物磁化率的测定，计算其中心金属离子的未成对电子数，并判断配合物中配键 的键型二、实验原理1．磁（介）质的摩尔磁化率χM磁（介）质分为：铁磁质（Fe 、Co 、Ni 及其化合物）和非铁磁质。

非铁磁质分为：反磁质（即反磁性物质）和顺磁质（即顺磁性物质），顺磁质中含有未成对电子。

在不均匀磁场中，反磁质受到的磁场作用力很小，该作用力由磁场强度大的地方指向磁场强度小的地方。

所以，本实验中反磁质处于不均匀磁场中时的质量比无外磁场时的稍小一点；而顺磁质受到的磁场作用力较大，作用力由磁场强度小的地方指向磁场强度大的地方。

即，本实验中顺磁质处于不均匀磁场中时的质量比无外磁场时的质量有明显增大。

化学上人们感兴趣的是非铁磁质。

非铁磁质中的反磁质具有反磁化率，顺磁质同时具顺磁化率和反磁化率，但其顺磁化率（正值）远大于其反磁化率（负值）。

所以，对顺磁质而言，其摩尔磁化率：χM = χμ（摩尔顺磁化率）+ χ0（摩尔逆磁化率）≈ χμ而)1(202-=W W H gMh HM χ（在本实验中χμ的单位为：cm 3·mol -1） 上式中，g 为重力加速度（SI 单位为：m·s -2）， H 为磁场强度（单位为：Oe ，读作“奥斯特”），在本实验的计算中其值也可消去，亦不必考虑其取值的大小及单位；M 为样品的摩尔质量，在本实验的计算中其单位取g/mol ；h 为样品管中所装样品粉末的高度，在本实验的计算中其单位取cm ；W H 为有外加磁场时“样品+试管”的质量与“空试管”的质量之差，单位为g ；W 0为无外加磁场时“样品+试管”的质量与“空试管”的质量之差，单位为g 。

2．磁场强度H 的标定若已知某样品的磁化率，则可通过实验利用下式求出对应的磁场强度。

)1(202-=W W H g M h H M χ （cm 3·mol -1） 同理，若已知某样品的比磁化率（即单位质量磁介质的磁化率）χm （m 3·kg –1，或cm 3·g -1），则亦可通过实验利用下式求出对应的磁场强度。

磁化率的测定实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过测定不同材料的磁化率，探究材料在外加磁场下的磁化特性，并通过实验数据的分析，掌握磁化率的测定方法。

二、实验原理。

磁化率是描述材料在外界磁场作用下磁化程度的物理量，通常用符号χ表示。

在外界磁场作用下，材料会产生磁化，其磁化强度与外界磁场强度成正比，即M=χH，其中M为材料的磁化强度，H为外界磁场强度。

根据这一关系，可以通过测定材料在不同外界磁场下的磁化强度，从而计算出磁化率。

三、实验仪器与材料。

1. 电磁铁。

2. 磁场强度计。

3. 不同材料样品（如铁、铜、铝等）。

4. 电源。

5. 实验台。

四、实验步骤。

1. 将电磁铁置于实验台上，并接通电源，调节电流大小，使得电磁铁产生不同的磁场强度。

2. 将磁场强度计放置在电磁铁产生的磁场中，测定不同磁场强度下的磁场强度值。

3. 将不同材料样品放置在电磁铁产生的磁场中，测定不同磁场强度下材料的磁化强度。

4. 根据实验数据，计算出不同材料的磁化率。

五、实验数据与分析。

通过实验测得不同材料在不同磁场强度下的磁化强度数据，利用公式M=χH，可以计算出不同材料的磁化率。

通过数据分析，可以发现不同材料的磁化率大小不同，反映了材料在外界磁场下的磁化特性。

例如，铁具有较大的磁化率，表明其在外界磁场下容易被磁化，而铜、铝等非磁性材料的磁化率较小。

六、实验结论。

通过本实验的测定与分析，我们掌握了磁化率的测定方法，并了解了不同材料在外界磁场下的磁化特性。

磁化率的大小反映了材料对外界磁场的响应程度，对于材料的选用与应用具有一定的指导意义。

七、实验总结。

本实验通过测定不同材料的磁化率，深入了解了材料在外界磁场下的磁化特性，为进一步研究材料的磁性质提供了重要的实验基础。

同时，实验过程中我们也发现了一些问题，如在测定过程中需注意排除外界干扰因素，提高测量精度等。

八、参考文献。

1. 王明. 固体物理学. 北京，高等教育出版社，2008.2. 张三，李四. 材料科学导论. 上海，上海科学技术出版社，2010.九、致谢。

磁化率的测定实验报告一、实验目的1、掌握古埃（Gouy）法测定磁化率的原理和方法。

2、测定物质的摩尔磁化率，推算分子磁矩，估计分子内未成对电子数，判断分子的配键类型。

二、实验原理1、物质的磁性物质的磁性一般可分为三种：顺磁性、反磁性和铁磁性。

（1）反磁性物质：物质中所有电子都已配对，没有永久磁矩。

在外磁场作用下，电子的轨道运动产生一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，导致物质表现出反磁性。

反磁性物质的磁化率为负值，且数值很小。

（2）顺磁性物质：物质中存在未成对电子，具有永久磁矩。

在外磁场作用下，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。

顺磁性物质的磁化率为正值，数值一般在 10^（－5) 10^（－2) 之间。

（3）铁磁性物质：物质中的未成对电子自旋平行排列，产生很强的磁性。

铁磁性物质的磁化率很大，且在外磁场作用下能产生很强的磁性。

2、磁化率磁化率是物质在外磁场作用下被磁化的程度的量度，用χ 表示。

它与物质的分子结构、未成对电子数等有关。

3、古埃法测定磁化率古埃法是通过测量样品在不均匀磁场中所受的力来测定磁化率。

将样品装入圆柱形玻璃管中，悬挂在两磁极之间的天平臂上。

设样品管的横截面积为S，样品的高度为l，样品质量为m，外加磁场强度为H。

当样品被磁化时，在磁极的一端产生一附加磁场 H'，它与外磁场 H 方向相同，在磁极的另一端产生的附加磁场与 H 方向相反。

这样，样品在磁极两端所受的力不同，产生一个力差ΔF。

根据电磁学原理，力差ΔF 可表示为：ΔF ＝（χH) ／2 μ₀ S式中，μ₀为真空磁导率。

若测量时，样品管底部位于磁场强度最大处，则ΔF ＝ m₁g m₂g＝Δmg其中，m₁和m₂分别为样品在磁极两端的质量，g 为重力加速度。

所以，磁化率χ 可表示为：χ ＝2Δmg ／（H²Slg)三、实验仪器和试剂1、仪器古埃磁天平（包括磁场、磁极、样品管支架、天平）、电子天平、软质玻璃样品管、直尺。

磁化率的测定1. 实验目的（1）掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法；（2）测定三种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。

2．实验原理2.1 磁化率物质在外磁场中，会被磁化并感生一附加磁场，其磁场强度H ′与外磁场强度H 之和称为该物质的磁感应强度B ，即B = H + H ′ (1)H ′与H 方向相同的叫顺磁性物质，相反的叫反磁性物质。

还有一类物质如铁、钴、镍及其合金，H ′比H 大得多（H ′/H ）高达104，而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。

物质的磁化可用磁化强度I 来描述，H ′=4πI 。

对于非铁磁性物质，I 与外磁场强度H 成正比I = KH (2)式中，K 为物质的单位体积磁化率(简称磁化率)，是物质的一种宏观磁性质。

在化学中常用单位质量磁化率m χ或摩尔磁化率M χ表示物质的磁性质，它的定义是χm = K/ρ (3) χM = MK/ρ (4)式中，ρ和M 分别是物质的密度和摩尔质量。

由于K 是无量纲的量，所以m χ和M χ的单位分别是cm 3·g -1和cm 3·mol -1。

磁感应强度SI 单位是特［斯拉］(T)，而过去习惯使用的单位是高斯(G)，1T=104G 2.2 分子磁矩与磁化率物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。

但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会产生一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。

其A 就等于反磁化率B ，且C 。

在顺磁性物质中，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。

在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。

顺磁性物质的摩尔磁化率A 是摩尔顺磁化率与摩尔反磁化率之和，即M χ= χ顺+χ反 (5)通常χ顺比χ反大约1-3个数量级，所以这类物质总是表现出顺磁性，其M χ >0。

配合物磁化率的测定实验报告实验目的：通过测定配合物的磁化率，了解配合物的磁性质。

实验原理：在磁性质方面，物质一般分为两类：磁性和非磁性。

磁性物质又可以分为顺磁性和铁磁性。

配合物是由中心金属离子和其它配体通过化学键结合而成的化合物，其磁性质主要由中心金属离子的电子自旋和轨道动量贡献决定。

顺磁性离子的电子云存在未成对的自旋电子，能够产生磁性，且磁矩大小与自旋电子数成正比。

铁磁性离子的电子云同样存在未成对的自旋电子，但受到晶格中近邻离子的作用而排列成磁矩，在外场存在条件下形成铁磁性。

对于配合物的磁性，由于晶体场等因素的影响，它的电子结构复杂，一般采用配合物的磁化率来描述其磁性质。

配合物的磁化率分为比较复杂的宏观磁化率和更为简单的分子磁化率两种。

在外场作用下，宏观磁化率与外场成正比，而分子磁化率与外场成立方关系。

实验仪器：恒温槽、磁极电桥、数字电桥、定时器、电磁铁等。

实验步骤：（1）将磁极电桥的灵敏度调节到10~20之间，使用定时器控制电磁铁的开关，使电磁铁依次通电、断电，来回震动度数管。

（2）将待测配合物样品装入玻璃球中，通过样品针尖、电桥铁磁组件和电磁铁的相对位置，将待测配合物样品与电磁铁分别置于同一磁场中，完成磁场的校准。

（3）将电磁铁通电，达到实验所需的磁场强度，并在恒温槽中调整温度，使样品达到稳定状态。

（4）通过数字电桥来测量待测配合物的电桥平衡电压，记录下加磁场前后的电桥平衡电压，计算出平均磁场值。

（5）根据实验数据计算出待测配合物的磁化率，重复实验三次，取平均值。

实验结果：试样名称 | 温度/℃ | 电桥平衡电压/V | 加磁场后电桥平衡电压/V | 磁化率/（mol/cm3）样品1 | 25 | 1.308 | 1.320 | 0.249×10-6样品2 | 25 | 1.306 | 1.322 | 0.248×10-6样品3 | 25 | 1.307 | 1.324 | 0.245×10-6根据计算，待测配合物的磁化率为0.247×10-6 mol/cm3。

五、数据记录与处理温度：20.5℃大气压：100.25KPa1、由特斯拉计测得励磁电流I=1A ，3A ，5A ，3A ，1A 时的磁场强度。

由特斯拉计直接测得的是以毫特斯拉为单位的磁感应强度B(mT)。

根据B=μ0H ，当B 以特斯拉为单位，μ0=4π*10-7N·A -2时，求得的H 以A/m 为单位。

通过实验直接测得的B 值以及换算后的磁场强度H 记录在如下表一中：表一实验测得B 值及计算后H2、由莫尔氏盐的摩尔磁化率和实验数据标定励磁电流下的磁场强度值。

特斯拉计测磁化率的实验数据记录在如下表二中：表二特斯拉计测磁化率的实验数据物质的摩尔磁化率与实验所测数据的关系为： χM =2样品0样品样品空管空管样品）-（2HW M h g W W ⋅⋅⋅⋅∆∆+μ (1)式中各物理量使用SI 单位。

莫尔氏盐的摩尔磁化率：χm =kg m T /1041950039-⨯⨯+π (2)实验时的温度为：T=293.65K将T 的数值代入公式（2）中，得到： χm =kg m /104165.293950039-⨯⨯+π=4.0516*10-7 m 3/kgχM =M ·χm =0.39214(kg/mol)*4.0516*10-7 (m 3/kg)=1.5888*10-7m 3/mol 即莫尔氏盐的摩尔磁化率为1.5888*10-7m 3/mol 。

将公式（1）变形，得到H 的求算公式： H =2/1样品0样品样品空管空管样品））-（2（MW M h g W W χμ⋅⋅⋅⋅∆∆+ (3)将χm =4.0516*10-7 m 3/kg 、以及表二中相关数据代入公式（3）中，计算出励磁电流I=1A 、3A 、5A 时的磁场强度H 1、H 3、H 5。

相关计算所需数据以及计算结果记录在表三中：13 53、按式（1）计算H 1、H 2和H 3时FeSO 4·7H 2O 与K 4Fe(CN)6·3H 2O 的χM 。