Ključna razlika med paramagnetnimi in diamagnetnimi materiali je, da paramagnetne materiale privlačijo zunanja magnetna polja, medtem ko se diamagnetni materiali odbijajo od magnetnih polj.
Materiali običajno kažejo šibke magnetne lastnosti v prisotnosti zunanjega magnetnega polja. Nekatere materiale zunanje magnetno polje privlači, nekatere pa odbija. Zaradi te razlike v magnetnem obnašanju lahko elemente in spojine razvrstimo v dve vrsti, in sicer paramagnetne in diamagnetne. Materiali, ki jih privlačijo zunanja magnetna polja, so paramagnetni materiali. Po drugi strani pa so materiali, ki odbijajo zunanja magnetna polja, diamagnetni materiali.
Kaj je paramagnetno?
Paramagnetizem nastane zaradi prisotnosti neparnih elektronov v sistemu. Vsak element ima različno število elektronov, kar opredeljuje njegov kemijski značaj. Glede na to, kako se ti elektroni napolnijo z energijskimi nivoji okoli jedra zadevnega atoma, nekateri elektroni ostanejo nesparjeni. Ti neparni elektroni delujejo kot majhni magneti, ki povzročajo magnetne lastnosti pod vplivom zunanjega magnetnega polja. Pravzaprav vrtenje teh elektronov povzroča magnetizem.
Paramagnetni materiali imajo trajne dipolne magnetne momente zaradi vrtenja neparnih elektronov tudi v odsotnosti zunanjega magnetnega polja. Toda ti dipoli se naključno orientirajo zaradi toplotnega gibanja in tako dajejo ničelni neto dipolni magnetni moment. Ko uporabimo zunanje magnetno polje, se dipoli nagibajo k poravnavi v smeri uporabljenega magnetnega polja, kar povzroči neto dipolni magnetni moment. Zato paramagnetne materiale rahlo privlači zunanje magnetno polje. Toda material ne obdrži magnetnih lastnosti, ko odstranimo zunanje polje. Tudi v prisotnosti zunanjega magnetnega polja nastane le majhna inducirana magnetizacija. To je zato, ker se le majhen del vrtljajev orientira z zunanjim magnetnim poljem. Poleg tega je ta delež neposredno sorazmeren z močjo ustvarjenega polja.
Slika 01: Razporeditev elektronov paramagnetnih in diamagnetnih materialov
Na splošno velja, da večje kot je število nesparjenih elektronov, večje je paramagnetno obnašanje in večja je moč ustvarjenega polja. Zato prehodne in notranje prehodne kovine kažejo močnejše magnetne učinke zaradi lokalizacije 'd' in 'f' elektronov in tudi zaradi prisotnosti več neparnih elektronov. Nekateri splošno znani paramagnetni elementi vključujejo magnezij, molibden, litij in tantal. Obstajajo tudi močnejši sintetični paramagneti, kot so "ferofluidi".
Kaj je Diamagnetic?
Nekateri materiali se ob stiku z zunanjim magnetnim poljem obnašajo kot odbijajoč magnet. To so diamagnetni materiali. Ustvarjajo magnetna polja, ki so nasprotna v smeri zunanjega magnetnega polja in zato kažejo odbojno vedenje. Na splošno imajo vsi materiali diamagnetne lastnosti, ki slabo prispevajo k magnetnemu obnašanju materiala, ko je izpostavljen zunanjemu magnetnemu polju. Toda pri materialih, ki kažejo druge magnetne lastnosti, kot sta paramagnetizem in feromagnetizem, je učinek diamagnetizma zanemarljiv. Zaradi njegove šibke magnetne lastnosti je učinke diamagnetizma težko opazovati. 'Bizmut' deluje kot močan diamagnet.
Kakšna je razlika med paramagnetikom in diamagnetikom
Izraz paramagnetno se nanaša na privlačnost materiala k zunanjemu magnetnemu polju, medtem ko se izraz diamagnetno nanaša na odboj materiala od zunanjega magnetnega polja. To je predvsem zato, ker imajo paramagnetni materiali nesparjene elektrone, medtem ko diamagnetni materiali nimajo nesparjenih elektronov. To je temeljna razlika med paramagnetnimi in diamagnetnimi materiali.
Druga pomembna razlika med paramagnetnimi in diamagnetnimi materiali je, da je magnetno polje, ki ga ustvarijo paramagnetni materiali, v smeri zunanjega magnetnega polja, medtem ko je magnetno polje, ki ga ustvarijo diamagnetni materiali, nasprotno v smeri zunanjega magnetnega polja.
Spodnja infografika prikazuje primerjalni povzetek razlik med paramagnetnimi in diamagnetnimi materiali.
Povzetek – paramagnetno proti diamagnetnemu
Materiale lahko razdelimo v tri glavne vrste glede na njihove magnetne lastnosti; so diamagnetni, paramagnetni in feromagnetni materiali. Razlika med paramagnetnimi in diamagnetnimi materiali je v tem, da paramagnetne materiale privlačijo zunanja magnetna polja, medtem ko se diamagnetni materiali odbijajo od magnetnih polj.
