Теоретическая часть. 
Современная магнетохимия

Магнитная восприимчивость и магнитный момент

Метод магнитных моментов основан на взаимодействии вещества со статическим магнитным полем. Магнитную восприимчивость можно рассматривать как количественную меру отклика вещества на приложенное внешнее магнитное поле. Магнитное поле в вакууме характеризуется напряжённостью поля H. В образце, помещённом в магнитное поле, индуцируется собственное магнитное поле, совпадающее или не совпадающее по направлению с внешним полем. Поэтому эффективное магнитное поле внутри образца, называемое магнитной индукцией B, отличается от магнитного поля в вакууме и связано с ним соотношением (1):

(1).

где I — интенсивность намагничивания или магнитный момент единицы объёма.

Из уравнения (1) следует, что B и H имеют одинаковую размерность, однако для того, чтобы подчеркнуть разницу между магнитным полем в вакууме и в реально среде, в системе SGSM единицу измерения H называют эрстедом (э), а единицу измерения B и I — гауссом (Гс).

Отношение магнитной индукции к напряжённости магнитного поля называют относительной магнитной проницаемостью е' (аналог диэлектрической проницаемости). Отношение величин интенсивности намагниченности и напряжённости магнитного поля есть объёмная магнитная восприимчивость чv.

Объёмная магнитная восприимчивость безразмерна; в магнетохимии вместо неё используется удельная магнитная восприимчивость чg, размерность которой обратно размерности плотности (см3/г). Объёмная и удельная магнитные восприимчивости связаны между собой уравнением (2):

(2).

где с — плотность вещества.

Молярную магнитную восприимчивость чM, имеющую размерность см3/моль, находят по формуле (3):

(3).

где M — молярная масса вещества.

Выражение для молярной магнитной восприимчивости напоминает уравнение для молярной поляризации (метод дипольных моментов) и также включает две составляющие (4):

(4).

где чd — молярная диамагнитная восприимчивость (аналог деформационной поляризации);

чp — молярная парамагнитная восприимчивость (аналог ориентационной поляризации).

Обе эти макросоставляющие связаны с соответствующими микроскопическими величинами уравнениями (5) и (5а):

(5).

(5а).

где чD — наведённая магнитная восприимчивость, приходящаяся на одну молекулу (аналог поляризуемости);

мo — постоянный магнитный момент (аналог дипольного момента);

NA — число Авогадро;

k — постоянная Больцмана;

Т — абсолютная температура.

Таким образом, выражение для молярной магнитной восприимчивости, связанной с молекулярными параметрами бD и мo, принимает следующий вид:

(6).

На этом, видимо, прекращается аналогия между магнитными и электрическими эффектами, поскольку чd и чp имеют различные знаки (чd0), в то время как соответствующие им электрические величины (деформационная и ориентационная поляризации) — одинаковые.