Nøgleforskellen mellem paramagnetiske og diamagnetiske materialer er, at de paramagnetiske materialer bliver tiltrukket af eksterne magnetiske felter, mens de diamagnetiske materialer frastøder magnetfelterne.
Materialer har tendens til at vise svage magnetiske egenskaber i nærvær af et eksternt magnetfelt. Nogle materialer bliver tiltrukket af det ydre magnetfelt, mens nogle frastøder det. På grund af denne forskel i magnetisk adfærd kan vi kategorisere grundstoffer og forbindelser i to typer, nemlig paramagnetiske og diamagnetiske. Materialer, der bliver tiltrukket af eksterne magnetiske felter, er de paramagnetiske materialer. På den anden side er de materialer, der frastøder ydre magnetfelter, de diamagnetiske materialer.
Hvad er paramagnetisk?
Paramagnetisme opstår på grund af tilstedeværelsen af uparrede elektroner i systemet. Hvert grundstof har et forskelligt antal elektroner, og det definerer dets kemiske karakter. Ifølge hvordan disse elektroner fyldes ind i energiniveauerne omkring kernen af det respektive atom, forbliver nogle elektroner uparrede. Disse uparrede elektroner virker som små magneter, der forårsager magnetiske egenskaber under påvirkning af et eksternt påført magnetfelt. Faktisk er det disse elektroners spin, der forårsager magnetisme.
Paramagnetiske materialer har permanente dipolmagnetiske momenter på grund af de uparrede elektroners spin selv under fravær af et eksternt magnetfelt. Men disse dipoler orienterer sig tilfældigt på grund af termisk bevægelse, hvilket giver et nul netto dipolmagnetisk moment. Når vi anvender et eksternt magnetfelt, har dipolerne en tendens til at justere i retningen af det påførte magnetfelt, hvilket resulterer i et netto dipolmagnetisk moment. Derfor bliver paramagnetiske materialer lidt tiltrukket af det eksterne magnetfelt. Men materialet bevarer ikke magnetiske egenskaber, når vi først fjerner det ydre felt. Kun en lille induceret magnetisering skaber selv i nærvær af et eksternt magnetfelt. Dette skyldes, at kun en lille del af spins orienterer sig med det eksterne magnetfelt. Denne brøkdel er også direkte proportional med styrken af det oprettede felt.
Figur 01: Elektronopstilling af paramagnetiske og diamagnetiske materialer
Generelt, jo højere antallet af uparrede elektroner, jo højere er den paramagnetiske adfærd og højere styrken af det dannede felt. Derfor viser overgangs- og indre overgangsmetaller stærkere magnetiske effekter på grund af lokaliseringen af 'd' og 'f' elektroner og også på grund af tilstedeværelsen af flere uparrede elektroner. Nogle almindeligt kendte paramagnetiske elementer omfatter magnesium, molybdæn, lithium og tantal. Der er også stærkere syntetiske paramagneter såsom 'ferrofluids'.
Hvad er diamagnetisk?
Nogle materialer har en tendens til at udvise en frastødt magnetisk adfærd, når de kommer i kontakt med et eksternt magnetfelt. Disse er de diamagnetiske materialer. De skaber magnetiske felter, der er modsatrettede i retning af det ydre magnetfelt og viser derfor den frastødende adfærd. Generelt har alle materialer de diamagnetiske egenskaber, hvilket giver et svagt bidrag til materialets magnetiske opførsel, når de udsættes for et eksternt magnetfelt. Men i materialer, der viser andre magnetiske egenskaber såsom paramagnetisme og ferromagnetisme, er effekten af diamagnetisme ubetydelig. På grund af dens svage magnetiske egenskaber er virkningerne af diamagnetisme svære at observere. 'Bismuth' fungerer som en stærk diamagnet.
Hvad er forskellen mellem paramagnetisk og diamagnetisk
Begrebet paramagnetisk refererer til tiltrækningen af et materiale til et eksternt magnetfelt, mens udtrykket diamagnetisk refererer til frastødningen af et materiale fra et eksternt magnetfelt. Dette skyldes hovedsageligt, at de paramagnetiske materialer har uparrede elektroner, mens diamagnetiske materialer ikke har nogen af deres elektroner uparrede. Dette er den grundlæggende forskel mellem paramagnetiske og diamagnetiske materialer.
En anden vigtig forskel mellem paramagnetiske og diamagnetiske materialer er, at det magnetiske felt skabt af paramagnetiske materialer er i retning af det eksterne magnetfelt, mens det magnetiske felt, der skabes af diamagnetiske materialer, er modsat i en retning af det eksterne magnetfelt.
Nedenstående infografik viser en sammenligningsoversigt over forskellen mellem paramagnetiske og diamagnetiske materialer.
Oversigt – Paramagnetisk vs Diamagnetisk
Vi kan opdele materialerne i tre hovedtyper i henhold til deres magnetiske egenskaber; de er diamagnetiske, paramagnetiske og ferromagnetiske materialer. Forskellen mellem paramagnetiske og diamagnetiske materialer er, at de paramagnetiske materialer bliver tiltrukket af de ydre magnetiske felter, mens de diamagnetiske materialer frastøder magnetfelterne.
