19) Диамагнетизм. Парамагнетизм. Ферромагнетизм.

Диамагнетизм является результатом воздействия внешнего магнитного поля на движущиеся электрические заряды в атоме и проявляется в том, что индуцируется магнитный момент, противоположный внешнему магнитному полю. Следовательно, магнитная восприимчивость у диамагнетиков отрицательна, чем они отличаются от веществ с иным магнитным состоянием.

Диамагнетизм как явление существует во всех веществах независимо от структуры их атомов и типов связи.

Качественное объяснение явления диамагнетизма состоит в следующем. Под действием магнитного поля, по закону электромагнитной индукции, в замкнутом контуре (которым в данном случае является движущийся по орбите электрон) возникают электродвижущая сила и дополнительный электрический ток. Этот ток создает магнитный момент, направленный в сторону, обратную внешнему магнитному полю. Магнитные моменты отдельных электронов складываются, и суммарный магнитный момент единицы объема вещества, так же, как и магнитная восприимчивость, зависит от количества электронов у атома, размеров электронных орбит и от плотности упаковки атомов. Абсолютные значения магнитной восприимчивости диамагнитных веществ невысокие и редко достигают 10-4 ед. СИ

К диамагнитным минералам относятся самородные медь, золото, ртуть, нефть и вода, а также галенит, кварц, ортоклаз и другие безжелезистые минералы.

Парамагнетизм - это явление, возникающее в веществах с нескомпенсированными магнитными моментами и отсутствием магнитного атомного порядка. Атомы или молекулы в этом случае можно представить в виде элементарных магнитиков. При отсутствии внешнего магнитного поля упорядоченному расположению этих магнитиков препятствует тепловое движение, энергия которого на порядок выше энергии взаимодействия между магнитиками. Поэтому при обычных температурах магнитные моменты разупорядочены и результирующая намагниченность равна нулю.

Внешнее магнитное поле ориентирует магнитные моменты атомов μА. Направление преимущественной ориентации μА совпадает с направлением намагничивающего поля, поэтому намагниченность и магнитная восприимчивость у парамагнетиков являются положительными величинами. (биотиты, амфиболы, хлориты, пироксены, оливины)

Существуют вещества, обладающие в отсутствие внешнего магнитного поля определенным атомным магнитным порядком. Он проявляется в параллельной или антипараллельной ориентации магнитных моментов соседних атомов, в существовании спонтанной (самопроизвольной) намагниченности. Это свойство характерно для металлических кристаллов, сплавов и соединений переходных элементов. Речь идет, конечно, об атомном порядке в пределах соотношения неопределенности квантовой механики и тепловых флюктуации при конечной температуре.

Много различных условий должно соблюдаться, чтобы в веществе возникла спонтанная намагниченность. Поэтому ферромагнетизм — это очень редкое явление, присущее небольшому числу минералов. Редкое, но в высшей степени аномальное. Появление даже незначительной примеси ферромагнитных минералов в породе может полностью изменить ее магнитный облик