鉛は磁性を持っていますか? (+ 知っておくべき 3 つの驚くべきこと)

いいえ、鉛は磁性を持ちません。これは反磁性材料であり、自然な状態では磁気特性を示さないことを意味します。鉛は磁場に対して弱く反発し、磁場が取り除かれると磁性を保持しません。

まあ、それは単純な答えでした。ただし、このトピックについては、コンセプトを明確にするために知っておくべきことがいくつかあります。

それでは早速本題に入りましょう。

反磁性材料と常磁性材料について詳しく知りたい場合は、この短いビデオが非常に役立ちます。

なぜ鉛は磁性を持たないとみなされるのでしょうか?

鉛は反磁性材料であるため、磁性があるとはみなされません。つまり、永久磁気特性がありません。言い換えれば、鉛は外部磁場に置かれた場合、固有磁場を示さないということです。代わりに、磁場を弱く反発し、非磁性の動作を引き起こします。

鉛が反磁性である理由を理解するには、その電子配置 ([Xe] 6s ² 4f ¹⁴ 5d ¹⁰ 6p ² ) を考慮する必要があります。鉛の場合、その価電子殻は部分的に満たされた 6p 軌道を持ち、これは結合に利用できる 2 つの不対電子を持っていることを意味します。

しかし、金属鉛では、価電子軌道が金属間結合に関与しています。外側の軌道は、隣接する鉛原子と建設的な重なり合いによって相互作用し、結合性の分子軌道を生成します。

この金属リード構造は、磁性材料の特徴である磁区形成やスピン配列に利用できる不対電子が存在しないことを意味します。したがって、鉛は磁性を示すために必要な電子的挙動を持ちません。

鉛自体は磁性ではありませんが、強い磁場の影響を受ける可能性があることに注意することが重要です。強い外部磁場にさらされると、鉛は誘導磁気効果により弱い磁気特性を示すことがあります。

ただし、この磁気は一時的なもので、外部磁場がなくなると減少します。

鉛は一般に非磁性材料と考えられており、簡単には磁化されないことを意味します。ただし、特定の状況では、反磁性誘導と呼ばれる現象により、鉛は弱い磁気特性を示すことがあります。

反磁性誘導は、非磁性材料が強い外部磁場にさらされると発生します。この磁場の存在下では、物質の原子内の電子は、反対の磁場を生成するような方法で電子を循環させる力を受けます。その結果、材料は磁場によって弱く反発されます。

鉛は反磁性材料であり、十分に強い磁場にさらされると反磁性を示すことがあります。ただし、鉛に誘発される磁気は非常に弱く、一時的なものであることに注意することが重要です。外部磁場が除去されると、リードに誘導された磁気は消えます。

したがって、鉛は印加された磁場にある程度応答できますが、固有の磁気特性を持つ強磁性または常磁性材料と同じように磁気的に活性であるとはみなされません。

はい、鉛の純度は磁気の挙動に影響を与える可能性があります。一般に、より純粋な形態の鉛は、不純な形態または合金化した形態の鉛よりも強い反磁性を示します。

不純物や合金元素により、鉛に磁性が生じる可能性があります。たとえば、鉛に微量の強磁性または常磁性の不純物が含まれている場合、これらの不純物の影響下で特定の磁気特性が得られることがあります。ただし、純粋な鉛では一般に不純物の存在は最小限です。

純粋な鉛であっても、反磁性効果は他の磁性材料に比べて非常に弱いことに注意することが重要です。鉛が非磁性である主な理由は、磁性に必要な金属状態の不対電子が欠けている電子配置にあります。

不純物の影響は、存在するとしても、一般に、この基本的な特性を変えるほど重大ではありません。

したがって、鉛の純度はその磁気的挙動にある程度影響を与える可能性がありますが、強い外部磁場にさらされた場合には、弱い一時的な磁性を示す反磁性材料のままです。