いいえ、金は磁性を持ちません。銀と同様に反磁性材料として分類されます。金が充填された電子構成では磁気モーメントを揃えることができないため、非磁性の動作が生じます。
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。
重要なポイント: 金には磁性があるのか?
- 金は磁性を持たず、その電子配置により反磁性体として分類されます。
- 金の電子配列により磁場が打ち消され、金が非磁性になり、他の磁性材料を引き付けたり反発したりすることができなくなります。
- 純金および不純な金合金は一般に無視できるほどの磁気特性を示すため、金の純度はその磁気的挙動に大きな影響を与えません。
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。
なぜ金は磁気を帯びるとみなされないのでしょうか?
金は反磁性体であり、正味の磁場を持たないため、磁性があるとはみなされません。言い換えれば、金には他の磁性材料を引きつけたり反発したりする能力がありません。
金が磁性ではない理由を理解するには、原子とその電子の挙動を調べる必要があります。原子は、電子に囲まれた陽子と中性子を含む原子核で構成されています。
鉄、ニッケル、コバルトなどの磁性材料では、電子がスピンが揃うように配置され、正味の磁場が形成されます。この配置により、材料は他の磁性物体を引き付けたり反発したりすることができます。
金の場合、79 個の電子があり、異なるエネルギー準位と軌道に分散しています。価電子殻として知られる最も外側の電子殻には 11 個の電子が含まれています。金の電子配置 ([Xe] 4f 14 5d 10 6s 1 ) を見ると、単一の不対電子 (6s 1 ) と比較して、完全に満たされた電子殻 (5d 10 ) が多数あることがわかります。 。したがって、金の全体的な反磁性は、完全なシェルの数がはるかに多いためです。
金の反磁性は、外部磁場にさらされると、反対方向に弱い磁場を生成し、わずかに反発することを意味します。しかし、この反発力は非常に弱く、観測するのが困難です。
要約すると、金はその電子配置により正味の磁場を生成できないため、磁性があるとはみなされません。電子の配置による磁場の相殺により、金は反磁性になり、外部磁場に対して弱い反発力を持ちます。
金はどのような状況でも磁化する可能性がありますか?
金は一般に非磁性であると考えられており、通常の状況では磁化することはありません。ただし、極度の低温や強い外部磁場の印加などの極端な条件下では、金に非常に弱い磁場が誘発される可能性があります。
通常の状態では、金は磁性を示しません。ただし、絶対零度 (摂氏 -273.15 度または華氏 -459.67 度) に近い極度の低温にさらされると、金は超伝導体になる可能性があり、抵抗ゼロで電気を通すことができます。
この超伝導状態では、金はマイスナー効果と呼ばれる非常に弱い磁気応答を示すことがあり、印加された磁場を内部から追い出します。
さらに、金は強力な外部磁場にさらされることによって一時的に磁化されることもあります。このプロセスは誘導磁化として知られています。
強い磁場が金に印加されると、金の個々の原子磁気モーメントが外部磁場の方向に整列する可能性があり、その結果、弱い磁気応答が生じます。しかし、外部磁場が除去されると、金に誘導された磁化は消えます。
金の純度は磁気の挙動に影響しますか?
金の純度は磁気の挙動に大きな影響を与えません。純金は、その純度レベルに関係なく、一般に非磁性であると考えられています。金に磁気的性質がないのは、主にその電子構造と電子の配置によるものです。