1.5 Магнітні властивості мінералів

Магнітність - це властивість мінералів взаємодіяти з магнітним полем. Магнітні властивості мінералів пов'язані з орбітальним рухом електронів навколо атомних ядер, а також з їхнім обертанням навколо власних осей обертання, які одержали назву спінів. При цьому атоми можуть бути магнітними й немагнітними.

Основною характеристикою магнітних власти-востей кристалів мінералів є магнітне сприйняття (χ), яке визначається відношенням магнітного моменту одиниці об'єму J (намагніченість) до напруги магнітного поля Н і виражається формулою

χ=J/H.

Залежно від магнітної сприйнятливості всі кристалічні мінерали діляться на п'ять основних груп:

1 - діамагнітні;

2 - парамагнітні;

3 - феромагнітні;

4 - антиферомагнітні;

5 - феримагнітні.

Діамагнітні мінерали характеризуються тим, що у їх кристалічних структурах атоми немагнітні. Це пов'язане з тим, що вони мають спарені електрони й відповідно магнітні моменти скомпенсовані, а це веде до того, що магнітна сприйнятливість відсутня або ж дуже мала. Як приклад можна навести самородну мідь (Сu), галіт (NaCl) та інші.

Парамагнітні мінерали характеризуються тим, що їхні кристалічні структури повністю складаються з магнітних атомів, у яких електрони не скомпенсовані. Осі магнітних моментів атомів у таких структурах спрямовані в різні сторони. У парамагнітних кристалах сили магнітної взаємодії між атомами дуже малі. При взаємодії з магнітним полем осі магнітних моментів орієнтуються взаємно паралельно із силовими лініями магнітного поля. Магнітна сприйнятливість парамагнітних мінералів позитивна, але незначна. Типовим представником парамагнітних мінералів є пірит (FeS₂).

Феромагнітні мінерали характеризуються тим, що їхні структури складені з магнітних атомів або їхніх домішок. Міжатомні магнітні сили досить великі. Магнітні моменти (осі) атомів зорієнтовані в одному напрямку, тобто взаємно паралельні. Магнітна сприйнятливість феромагнітних мінералів позитивна й дуже велика. Типовим представником феромагнітних мінералів є метеорне залізо β - Fe, Ni - камасит).

Антиферомагнітні мінерали характеризуються тим, що їхні кристалічні структури складені з магнітних атомів або містять їх у вигляді домішок. Однак магнітні осі в них зорієнтовані хоча й паралельно, але в протилежних напрямках. Така орієнтація веде до взаємної компенсації магнітних моментів. Отже, магнітна сприйнятливість у цих кристалах дуже мала, а сумарний магнітний момент такої структури наближається до нуля. Типовим представником антиферомагнітних мінералів є гематит (Fe₂O₃).

Феримагнітні мінерали - це мінерали, у яких магнітні моменти не скомпенсовані. У цьому типі магнітності магнітні моменти не тільки протилежно зорієнтовані один стосовно одного, але й нерівнозначні. У зв'язку з цим магнітне сприйняття феримагнітних матеріалів позитивне й досягає значних величин. Такі мінерали створюють навколо себе своє магнітне поле. Типовим представником феримагнітних мінералів є магнетит (Fe²⁺Fe₂³⁺O₄).

Встановлено, що магнітні властивості мінералів всіх сингоній характеризуються анізотропністю, тобто ступінь їхньої намагніченості в різних напрямках різний.