概念
順磁是指材料對磁場回響很弱的磁性。如用磁化率 k=M/H 來表示(M和H分別為磁化強度和磁場強度),從這個關係來看,磁化率k是正的,即磁化強度的方向與磁場強度的相同,數值為10~10量級。
特點
一般而言,除了金屬物質以外,順磁性與溫度相關。由於熱騷動(thermal agitation)造成的碰撞會影響磁矩整齊排列,溫度越高,順磁性越微弱;溫度越低,順磁性越強烈。
簡而言之:電子自鏇產生磁場,分子中有不成對電子時,各單電子平行自鏇,磁場加強。這時物質呈順磁性。
高磁場下順磁性N dF3的磁飽和特性。
順磁性N dF3的磁化強度溫度特性曲線。
不同順磁性(100%純度)礦粒運動軌跡模擬 。
相關區別
凡有未成對電子的分子,在外加磁場中必須磁場方向排列,分子的這種性質叫順磁性,具有這種性質的物質稱順磁性物質,反之,為反磁性。
看分子的最外層電子,如果總數是奇數,就一定順磁性,如果是偶數,要具體看MO,如果有單電子就順磁性。
每一種材料都有一定的磁現象。有的在磁場內會抵消一小部分磁場強度,呈現「反磁性」,如銅;有的在磁場內有微小的正感應,呈現「順磁性」,如空氣。
技術套用
順磁性有其重要的套用,從順磁物質的順磁性和順磁共振可以研究其結構,特別是電子組態結構;利用順磁物質的絕熱去磁效應可以獲得約1—10-3K的超低溫度;順磁微波量子放大器是早期研製和套用的一種超低噪聲的微波放大器,促進了雷射器的研究和發明,在生命科學中,如血紅蛋白和肌紅蛋白在未同氧結合時為順磁性,同氧結合後轉變為抗磁性,這兩種弱磁性的相互轉變反映了生物體內的氧化還原過程 ,其磁性研究成為生命現象的一種方法;目前醫學上從核磁共振成像技術發展到電子順磁共振成像技術,可以顯示生物體內順磁物質(如血紅蛋白和自由基等)的分布和變化,此外某些測氧儀利用了順磁性的原理。
鹼金屬元素和除鐵、鈷、鎳以外的過渡元素都具有順磁性。
電子順磁共振
電子順磁共振是由不配對電子的磁矩發源的一種磁共振技術,可用於從定性和定量方面檢測物質原子或分子中所含的不配對電子,並探索其周圍環境的結構特性。對自由基而言,軌道磁矩幾乎不起作用,總磁矩的絕大部分(99%以上)的貢獻來自電子自鏇,所以電子順磁共振亦稱“電子自鏇共振”(ESR) 。