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络合物磁化率的测定一、实验目的1、用古埃法测定物质的磁化率，推算分子磁矩，估算分子内未成对电子数。
2、掌握古埃磁天平测定磁化率的原理和方法。
二、实验原理物质在外磁场H 0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χ表示H'=4πχH 0 H 0—外磁场 H'—附加磁场 χ—磁化率χ m=χM/ρ χ m ——摩尔磁化率 M 、ρ 分别表示物质的摩尔质量和密度kTL mm 320μμχ=L(6.022×1023mol -1)为阿佛加德罗常数，k 为玻尔兹曼常数（1.3806×10-23J/K ），T 为绝对温度 µ0为真空磁导率（4π×10-7 N •A -2）µB为玻尔磁子(9.274 ×10-24J•T -1)，是磁矩的自然单位物质在磁场中受到的吸引力MhH m F m 2021μχ=g m m F )(0∆-∆=∆m 为装样品后有无磁场的称量变化值 ∆m 0为空样品管在有无磁场的称量变化值200)(2mH ghM m m m μχ∆-∆=其中用莫尔氏盐标定H 的值)(10419500)(139--∙⨯+=mol m M T m πχ莫尔氏盐式中M 为莫尔氏盐的摩尔质量（kg/mol ） 三、实验步骤1、取一支洁净、干燥的空样品管，悬挂在天平一端的挂钩上，使样品管的底部在磁极的中心连线上，准确称量空样品管。
2、将励磁电流电源接通，依次称量2.5、5.0A 时空样品管，接着电流调至6A ，然后依次减小电流，再依次测量5.0、2.5A 时空样品管（抵消剩磁现象影响）。
3、加样品管重复前面的步骤。
四、数据记录及处理h/cmI/Am/gm /gI↑I↓样品管0 2.5 5.0样品管+莫尔氏盐0 2.5 5.0样品管+亚铁氰化钾0 2.5 5.0样品管+硫酸亚铁0 2.5 5.0五、注意事项1、天平称量时，必须关上磁极架外面的玻璃门，以免空气流动对称量的影响。
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。
络合物的磁化率的测定班级：2012级化学（1）班 学号：20125051163 姓名：冯亚威 成绩：一、实验目的1．掌握古埃(Gouy)法测定磁化率的原理和方法。
2．测定两种络合物的磁化率，求算未成对电子数，判断其配键类型。
二、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等于B =B 0 +B ,=μ0H +B , ①式中B 0为外磁场的感应强度；B ,为物质磁化产生的附加磁感应强度；H 为外磁场的强度；0μ为真空磁导率，其数值等于27104--⋅⨯A N π。
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=χH 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 ’=0μM=0χμH ③将③式代入①式得：B=()01μχ+H=0μμH④式中μ称为物质的（相对）磁导率。
化学中常用质量磁化率m χ或摩尔磁化率M χ来表示物质的磁性质，它们的定义为：⑤ρχχχ⋅=⋅=M M m M ⑥式中ρ为物质密度，M 为物质的摩尔质量。
m χ的单位是13-⋅kg m ，M χ的单位是13-⋅mol m2、物质的原子、分子或离子在外磁场的作用下的磁化现象存在三种情况。
（1）.物质本身并不呈现磁性，但由于它内部的电子轨道运动，在外磁场作用下会产生拉莫进动，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，M χ＜0。
（2）.物质的原子、分子或离子本身具有永久磁矩，由于热运动，永久磁矩的指向各个方向的机会相同，所以该磁矩的统计值等于零。
但它在外磁场的作用下，一方面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，而磁化强度与外磁场强度成正比；另一方面物质内部的电子轨道运动也会产生拉莫进动，其磁化方向与外磁场相反，因此这类物质在外磁场下表现的附加磁场是上述两者作用的结果，通常称具有永久磁矩的物质为顺磁性物质。
大学物理化学实验报告络合物的磁化率的测定实验目的：通过实验测定络合物的磁化率，掌握磁化率的测定方法和技巧。
实验仪器：洛氏天平、电磁振荡器、振荡电路、Q计、恒温水浴器、实验室电子天平。
实验原理：络合物的磁化率是指在外磁场的作用下，物质自身产生的磁场强度和外磁场强度之比。
磁化率是描述物质磁性的重要物理量。
磁场的作用下，物质的磁矩将朝着磁场方向排列，这个现象被称为磁化。
当物质产生极化时，在极化过程中产生的电磁感应力，会引起磁化电流。
用磁化电流制造磁场，又改变物质的磁极朝向，把磁场放置于物质的磁场中使磁极反向，则外场所占的元素数越小，磁化强度越强。
实验步骤：1.将洛氏天平调零，并将所需量的化合物精致称取后转移到可锡金属内。
2.将所需化合物置于电磁振荡器中，并加入微量的稳定剂。
3.振荡电路管路所接的Q计为230，测量电路输出的信号频率差，以求得振动频率。
4.将所需化合物加入到恒温水浴器中，约测温乘实验执行时的时间，记录所需化合物的质量。
5.测量化合物的磁化率，将约6克的化合物加入到电磁振荡器的内锡金属中。
开启泵浦，使化合物处于稳定状态。
记录全质量平衡的精细称量，在稳定状态下开启振荡电路，并标记振荡频率。
6.依照实验操作所得温度T值，计算化合物的磁化率，记录测量值。
7.将测试结果记录在记录表中，记录实验所用的仪器，设备的具体信息、操作步骤，实验过程中所需注意的问题及所得数据与结论。
实验结果分析：实验结果表明，所得化合物的磁化率与温度呈正比例关系，在一定的磁场强度下，化合物的磁化率随着温度升高而增加，在磁场消失后，化合物的磁化率随着温度的升高而降低。
络合物的磁化率测定磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质（即磁场强弱和方向）的两个物理量。
由于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而磁介质（除超导体以外不存在磁绝缘的概念，故一切物质均为磁介质）在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响（场的迭加原理）。
因此，磁场的强弱可以有两种表示方法：在充满均匀磁介质的情况下，若包括介质因磁化而产生的磁场在内时，用磁感应强度B 表示，其单位为特斯拉T ，是一个基本物理量；单独由电流或者运动电荷所引起的磁场（不包括介质磁化而产生的磁场时）则用磁场强度H 表示，其单位为A/m2，是一个辅助物理量。
络合物的磁化率测定 (1)Ⅰ、实验目的 ........................................................................................................................... 1 Ⅱ、实验原理 ........................................................................................................................... 1 Ⅲ、仪器与试剂 ....................................................................................................................... 5 Ⅳ、实验步骤 ........................................................................................................................... 5 Ⅴ、数据处理 ........................................................................................................................... 6 Ⅵ、思考题 ............................................................................................................................... 7 Ⅶ、实验的重点难点 ............................................................................................................... 7 Ⅷ、网上答疑 ......................................................................................................................... 10 Ⅸ、注意事项 ......................................................................................................................... 10 Ⅹ、仪器操作 ......................................................................................................................... 10 Ⅺ、在线测试 . (12)Ⅰ、实验目的一、掌握古埃(Gouy)磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法；二、通过对一些络合物的磁化率测定，推算其不成对电子数，判断这些分子的配键类型；Ⅱ、实验原理1. 摩尔磁化率和分子磁矩物质在外磁场0H 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：04H H πχ='χ称为物质的体积磁化率，是物质的一种宏观性质，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M χ表示磁化程度，它与χ的关系为ρχχMM =式中M 、ρ分别为物质的摩尔质量与密度。
M χ的单位为13-⋅mol m 。
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0=m μ。
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。
这种物质称为逆磁性物质，如Hg 、Cu 、Bi 等。
它的M χ＜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0≠m μ。
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μχ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M χ是摩尔顺磁磁化率μχ与摩尔逆磁磁化率0χ之和。
因μχ>>0χ，所以对于顺磁性物质，可以认为M χ=μχ，其值大于零。
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m μ的关系可由居里－郎之万公式表示：M χ=TL mκμμχμ320=式中L 为阿伏加德罗常数（12310022.6-⨯mol ），k 为玻尔兹曼常数(123103806.1--⋅⨯K J )，0μ为真空磁导率（27104--⋅⨯A N π），T 为热力学温度。
上式可作为由实验测定磁化率来研究物质内部结构的依据。
分子磁矩m μ由分子内未配对电子数n 决定，其关系如下：)2n (n B m +=μμ式中B μ为玻尔磁子，是磁矩的自然单位。
12410274.9--⋅⨯=T J B μ（T 为磁感应强度的单位，即特斯拉）。
求得n 值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型。
例如，Fe 2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d 64s 04p 0。
如以它作为中心离子与6个H 2O 配位体形成[Fe (H 2O)6] 2+ 络离子，是电价络合物。
其中Fe 2+ 离子仍然保持原自由离子状态下的电子层结构，此时n = 4。
见图所示：Fe 2+ 在自由离子状态下的外层电子结构如果Fe 2+ 离子与6个CN -1 离子配位体形成[Fe (CN)6] 4- 络离子，则是共价络合物。
这时其中Fe 2+ 离子的外电子层结构发生变化，n = 0。
见图所示：Fe 2+ 外层电子结构的重排显然，其中6个空轨道形成d 2sp 3的6个杂化轨道，它们能接受6个CN -离子中的6对孤对电子，形成共价配键。
2. 摩尔磁化率的测定本实验用古埃磁天平测定物质的摩尔磁化率M χ，测定原理如图所示。
古埃磁天平法测定原理图一个截面积为A 的样品管，装入高度为h 、质量为m 的样品后，放入非均匀磁场中。
样品管底部位于磁场强度最大之处，即磁极中心线上，此处磁场强度为H 。
样品最高处磁场强度为零。
前已述及，对于顺磁性物质，此时产生的附加磁场与原磁场同向，即物质内磁场强度增大，在磁场中受到吸引力。
设0χ为空气的体积磁化率，可以证明，样品管内样品受到的力为：()20021H A F μχχ-=以式ρχχM M =代入上式，并结合hAm=ρ，而0χ值很小，相应的项可以忽略，可得 MhH m F m 2021μχ⨯=在磁天平法中利用精度为0.1 mg 的电子天平间接测量F 值。
设0m ∆为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化，m ∆为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化，则()g m m F 0∆-∆=式中g 为重力加速度281.9-⋅s m )。
将式MhH m F m 2021μχ⨯=代入上式，可得200)(2mH ghMm m M μχ∆-∆=磁场强度H 可由特斯拉计或CT5高斯计测量。
应该注意，高斯计测量实际上是磁感应强度B ，单位为T （特斯拉），1T=104高斯。
磁场强度H 可由H B 0μ=关系式计算得到，H 的单位为1-⋅m A 。
也可用已知磁化率的莫尔氏盐标定。
莫尔氏盐的摩尔磁化率BM χ与热力学温度T 的关系为：)(10419500139--⋅⨯⨯⨯+=mol m M T BM πχ 式中M 为莫尔氏盐的摩尔质量（1-⋅molkg ）。
Ⅲ、仪器与试剂试剂：莫尔氏盐(NH 4)2SO 4·FeSO 4·6H 2O(分析纯)，亚铁氰化钾 K 4[Fe (CN)6] ·3H 2O(分析纯)，硫酸亚铁FeSO 4·7H 2O(分析纯)仪器：古埃磁天平（包括磁极、励磁电源、电子天平等），CT5型高斯计，玻璃样品管，装样品工具（包括研钵、角匙、小漏斗等）。
Ⅳ、实验步骤1. 磁场强度分布的测定(1) 分别在特定励磁电流（I 1 = 2.0A ，I 2 = 4.0A ，I 3 = 6.0A ）的条件下，用高斯计测定从磁场中心起，每提高1cm 处的磁场强度，直至离磁场中心线20cm 处为止。
(2) 重复上述实验，并求各高度处的磁场强度平均值。
2. 用莫尔氏盐标定在特定励磁电流下的磁场强度H(1) 取一支清洁、干燥的空样品管，悬挂在天平一端的挂钩上，使样品管的底部在磁极中心连线上。
准确称量空样品管。
然后将励磁电流电源接通，依次称量电流在2.0A 、4.0A 、6.0A 时的空样品管。
接着将电流调至7A ，然后减小电流，再依次称量电流在6.0A 、4.0A 、2.0A 时的空样品管。
将励磁电流降为零时，断开电源开关，再称量一次空样品管。
由此可求出样品质量m 0及电流在2.0A 、4.0A 、6.0A 时的m 0 （应重复一次取平均值）。
上述调节电流由小到大、再由大到小的测定方法，是为了抵消实验时磁场剩磁现象的影响。
(2) 取下样品管，装入莫尔氏盐（在装填时要不断将样品管底部敲击木垫，使样品粉末填实），直到样品高度约15cm 为止。
准确测量样品高度h ，测量电流为零时莫尔氏盐的质量m B 及2.0A 、4.0A 、6.0A 时的.m B 的平均值。
