פאראמגנטיות היא סוג של מגנטיות שמתרחשת רק כאשר יש שדה מגנטי חיצוני. חומרים פאראמגנטיים נמשכים לשדה, ולכן יש להם סוספטיביליות (רגישות לשדה המגנטי) חיובית וגדולה מאחד. אך הם לא שומרים על מגנטיזציה כשהשדה מוסר, בשונה מפרומגנטים (מגנטים קבועים).
לאטומים ולמולקולות בחומרים אלו יש מומנט מגנטי קבוע (דיפול), תכונה של אטום שמתנהגת כמגנט קטן. המומנט הזה נובע לרוב מאלקטרונים לא מזווגים באורביטלים. בהיעדר שדה חיצוני, הדיפולים מסתדרים באקראי בגלל תנועה תרמית, ולכן המומנט הנטו הוא אפס.
כשמפעילים שדה מגנטי, הדיפולים נוטים להיערך בכיוון השדה והחומר מפתח מגנטיזציה נטו בכיוון השדה. באופן קלאסי אפשר להאשים את זה במומנט סיבובי שמנסה לסדר את הדיפולים, אך ההסבר המלא דורש תכונות קוונטיות של ספין ותנע זוויתי.
אינטראקציות בין דיפולים שכנים עלולות לשנות את המצב: אם הן חזקות מספיק, הדיפולים יכולים להסתדר יחד וליצור פרומגנטיות (מגנט קבוע) או אנטי-פרומגנטיות (סידור מנוגד). לכן חומר יכול להראות פאראמגנטיות בטמפרטורות גבוהות יותר מטמפרטורת קירי שלו, ואנטי-פראמגנטיות מעל טמפרטורת ניל שלו.
באופן כללי, האפקטים פאראמגנטיים קטנים יחסית. הסוספטיביליות המגנטית טיפוסית היא בסדרי גודל של 10^-3 עד 10^-5, אך בארגונים סינתטיים כמו פרו-נוזלים (מַרָקִים מגנטיים נוזליים) היא יכולה להגיע עד כ־10^-1.
לחומרים פאראמגנטיים, במגנטיזציה נמוכה, המגנטיזציה M פרופורציונלית לשדה B ומתהפכת ביחס לטמפרטורה T. זהו חוק קירי: המגנטיזציה יורדת כשמעלים את הטמפרטורה, כי החום מפריע לסידור הדיפולים.
יסודות עם אלקטרונים לא מזווגים יכולים להיות פאראמגנטיים. דוגמאות חשובות: אלומיניום, חמצן, פלטינה, נתרן, מגנזיום ודיספרוסיום.
מלחים של מתכות מעבר מסוג d ו-f מראים לעתים פאראמגנטיות. דוגמאות בולטות: נחושת גופרתית, ברזל כלורידי, מנגן כלורידי ודיספרוסיום אוקסיד.
פאראמגנטיות היא דרך שבה חומרים מגיבים למגנט חיצוני. הם נמשכים אליו רק כשהמגנט מחובר.
לחלק מהאטומים יש 'מגנטון קטן' בתוך האטום. זה נקרא דיפול. הדיפולים האלה נגרמים על ידי אלקטרונים לא מזווגים. (אלקטרון לא מזווג הוא אלקטרון שאין לו שותף.)
כשהאין שדה מגנטי, הדיפולים מסתדרים באקראי בגלל חום. לכן לא מרגישים מגנטיות.
כשמקרבים שדה מגנטי, הדיפולים מסתדרים בכיוון השדה. החומר הופך למגנטי בזמן שהשדה שם.
אם הדיפולים משפיעים זה על זה, הם יכולים להסתדר בצורה קבועה. אז מקבלים מגנט קבוע או סידור מנוגד. יש גם טמפרטורות שמחליפות בין התנהגויות אלה.
כמה יסודות שהם פאראמגנטיים: אלומיניום, חמצן ודיספרוסיום.
כמה תרכובות פאראמגנטיות: נחושת גופרתית וברזל כלורידי.
תגובות גולשים