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CARACTERIZACIÓN

MAGNÉTICA DE

ALGUNOS ELEMENTOS

CARACTERIZACIÓN

MAGNÉTICA DE

ALGUNOS ELEMENTOS

Autor: M. C. Q. Alfredo Velásquez MárquezAdaptado por: Ing. Ayesha Sagrario Román García

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Objetivos de la práctica

EL ALUMNO:

1. Aprenderá a utilizar el teslámetro para la medición de la intensidad de

un campo magnético.

2. Con base en los datos experimentales, clasificará a los elementos

empleados como diamagnéticos, paramagnéticos o ferromagnéticos.

3. Comparará la clasificación experimental de los elementos con la

predicha a partir de su configuración electrónica.

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Dependiendo de su comportamiento en presencia de un campo

magnético externo, las sustancias se pueden clasificar en:

Diamagnéticas. Sustancias que son repelidas por las líneas de flujo de

un campo magnético externo.

Paramagnéticas. Sustancias que son atraídas por las líneas de flujo un

campo magnético externo.

Ferromagnéticas. Sustancias que son fuertemente atraídas por las

líneas de flujo de un campo magnético externo.

Propiedades magnéticas

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Número cuántico de espín

El cuarto número cuántico se denota con la letra s y se le denomina

número cuántico de espín o de giro del electrón.

Norte magnético

Sur magnético Norte magnético

Sur magnético

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Hidrógeno: 1s1

1s

N

S

PARAMAGNÉTICO

Helio: 1s2

1s

N

S N

S

DIAMAGNÉTICO

Propiedades magnéticas

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Diamagnéticas. Sustancias que son repelidas por las líneas de flujo de

un campo magnético externo. Presentan todos sus electrones

apareados.

Paramagnéticas. Sustancias que son atraídas por las líneas de flujo un

campo magnético externo. Presentan al menos un electrón desapareado

Ferromagnéticas. Sustancias que son fuertemente atraídas por las

líneas de flujo de un campo magnético externo. ?

Propiedades magnéticas

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Litio: 1s2, 2s1

1s

N

S N

S

2s

N

S

PARAMAGNÉTICO

Berilio: 1s2, 2s2

1s

N

S N

S

2s

N

S N

S

DIAMAGNÉTICO

Propiedades magnéticas

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Boro: 1s2, 2s2, 2p1

1s

S

N

N

S

2s

S

N

N

S

2px

N

S

2py 2pz

PARAMAGNÉTICO

1s 2s 2px 2py 2pz

Caben: 2 Hay: 2

Caben: 2 Hay: 2

Caben: 6 Hay: 1

Propiedades magnéticas

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Carbono: 1s2, 2s2, 2p2Caben: 6

Hay: 2 PARAMAGNÉTICO

Nitrógeno: 1s2, 2s2, 2p3 PARAMAGNÉTICO

Oxígeno: 1s2, 2s2, 2p4 PARAMAGNÉTICO

Flúor: 1s2, 2s2, 2p5 PARAMAGNÉTICO

Neón: 1s2, 2s2, 2p6 DIAMAGNÉTICO

Propiedades magnéticas

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Aluminio: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 PARAMAGNÉTICO

Cobre: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d9 PARAMAGNÉTICO

Cobre: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d10PARAMAGNÉTICO

Hierro: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6 PARAMAGNÉTICO

3d6 :3dXY 3dXZ 3dYZ 3dX -Y2 2

3dX2

Propiedades magnéticas

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NS

Propiedades magnéticas

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Sur Norte Sur Norte

Sustancia paramagnética

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Sur Norte Sur Norte

Sustancia paramagnética

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Sustancia paramagnética

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Sur Norte Sur Norte

Sustancia paramagnética

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Sur Norte Sur Norte

Sustancia paramagnética

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Sur Norte Sur Norte

Sustancia paramagnética

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Sustancia paramagnética

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Sustancia paramagnética

Sur Norte Sur Norte

Sustancia ferromagnética

HIERRO

COBALTO

NÍQUEL

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Aluminio: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 PARAMAGNÉTICO

Cobre: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s1, 3d10 PARAMAGNÉTICO

Hierro: 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6 PARAMAGNÉTICO

Configuración electrónica

Ejemplo de sustancia Ferromagnética (Ferro fluido)

Ejemplo de sustancia diamagnética (grafito pirolítico)

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Puede considerarse como una medida de la facilidad con la que una

sustancia permite el paso de las líneas de flujo de un campo magnético

externo; es decir, que tan “permeable” es la sustancia al paso de las

líneas de flujo de un campo magnético.

Sur Norte Sur Norte

Permeabilidad magnética (m)

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Es el cociente que resulta de dividir la permeabilidad magnética de una

sustancia, entre un valor patrón; el cual, generalmente es la permeabilidad

magnética del vacío cuyo valor es 4px10-7 [T·m·A-2]. Dependiendo del valor

de km, se puede determinar si una sustancia es diamagnética, paramagnética

o ferromagnética con base en los valores siguientes:

km < 1

1 ≤ km < 10

10 ≤ km

Diamagnética

Paramagnética

Ferromagnética

Permeabilidad magnética relativa (km)

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Desarrollo experimental

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2

I

NN

μB

N

I2NN

Nμ

B

y m x= + b

Cálculos y resultados

BN= Intensidad del campo magnéticoµN=Permeabilidad magnética del núcleoN= Número de espiras del conductorI= Corriente que pasa a través del conductor

l= Longitud del conductor

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2

Nm Nμ

o

Nm μ

μk

Cálculos y resultados

Corriente [A] Baire[T] BAl[T] BCu[T] BFe[T]

0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.00

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035

Intensidad de Corriente vs Intensidad del Campo Magnético Generado

I[A]

B[T

]

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