Будь-яка дитина знає, що метали притягаються до магнітів. Адже вони не раз вішали магнітики на металеву дверцята холодильника або букви з магнітиками на спеціальну дошку. Проте, якщо додати ложку до магніту, тяжіння не буде. Але ж ложка теж металева, чому тоді так відбувається? Отже, давайте з’ясуємо, які метали не електризується.
Наукова точка зору
Щоб визначити, які метали не електризується, потрібно з’ясувати, як всі метали взагалі можуть ставитися до магнітів і магнітному полю. По відношенню до внесеного магнітному полю всі речовини ділять на диамагнетики, парамагнетики і феромагнетики.
Кожний атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів. Вони безперервно рухаються, що створює магнітне поле. Магнітні поля електронів одного атома можуть підсилювати один одного або знищувати, що залежить від напрямку їх руху. Причому скомпенсовані можуть бути:
- Магнітні моменти, викликані рухом електронів відносно ядра – орбітальні.
- Магнітні моменти, викликані обертанням електронів навколо своєї осі – спінові.
Якщо всі магнітні моменти дорівнюють нулю, речовина відносять до діамагнетиків. Якщо скомпенсовані тільки спінові моменти – до парамагнетиків. Якщо поля не скомпенсовані – до ферромагнетикам.
Парамагнетики і феромагнетики
Розглянемо варіант, коли у кожного атома речовини є своє магнітне поле. Ці поля різноспрямовані і компенсують один одного. Якщо ж поряд з такою речовиною покласти магніт, то поля зорієнтуються в одному напрямку. У речовини з’явиться магнітне поле, позитивний і негативний полюс. Тоді речовина притягнеться до магніту і саме може намагнититься, тобто буде притягувати інші металеві предмети. Так, наприклад, можна намагнітити будинку сталеві скріпки. У кожній з’явиться негативний і позитивний полюс і можна буде навіть підвісити ланцюжок із скріпок на магніт. Такі речовини називають парамагнитными.
Феромагнетики – невелика група речовин, які притягуються до магнітів і легко намагнічуються навіть у слабкому полі.
Диамагнетики
У діамагнетиків магнітні поля всередині кожного атома скомпенсовані. У цьому випадку при внесенні речовини в магнітне поле до власного руху електронів додасться рух електронів під дією поля. Це рух електронів викличе додатковий струм, магнітне поле якого буде спрямоване проти зовнішнього поля. Тому диамагнетик буде слабо відштовхуватися від розташованого поруч магніту.
Отже, якщо підійти з наукової точки зору до питання, які метали не електризується, відповідь буде – діамагнітні.
Розподіл парамагнетиків і діамагнетиків у періодичній системі елементів Менделєєва
Магнітні властивості простих речовин періодично змінюються зі збільшенням порядкового номера елемента.
Речовини, не притягивающиеся до магнітів (диамагнетики), розташовуються переважно в коротких періодах – 1, 2, 3. Які метали не електризується? Це літій і берилій, а натрій, магній і алюміній вже відносять до парамагнетиків.
Речовини, притягивающиеся до магнітів (парамагнетики), розташовані переважно в довгих періодах періодичної системи Менделєєва – 4, 5, 6, 7.
Однак останні 8 елементів в кожному довгому періоді також є діамагнетиками.
Крім того, виділяють три елементи – вуглець, кисень і олово, магнітні властивості яких різні у різних аллотропних модифікацій.
До того ж називають ще 25 хімічних елементів, магнітні властивості яких встановити не вдалося внаслідок їх радіоактивності і швидкого розпаду або складності синтезу.
Магнітні властивості лантаноїдів та актиноїдів (всі вони є металами) змінюються незакономерно. Серед них є і пара – і диамагнетики.
Виділяють особливі магнитоупорядоченные речовини – хром, марганець, залізо, кобальт, нікель, властивості яких змінюються незакономерно.
Які метали не електризується: список
Феромагнетиків, тобто металів, які добре електризується, в природі існує всього 9. Це залізо, кобальт, нікель, їх сплави і сполуки, а також шість металів – лантаноїдів: гадоліній, тербий, діспрозій, гольмий, эрбий і тулий.
Метали, притягивающиеся тільки до дуже сильних магнітів (парамагнетики): алюміній, мідь, платина, уран.
Оскільки в побуті не зустрічаються настільки великі магніти, які б притягли парамагнетик, а також не зустрічаються метали-лантаноиды, можна сміливо стверджувати, що всі метали, крім заліза, кобальту, нікелю та їх сплавів не будуть притягатися до магнітів.
Отже, які метали не електризується до магніту:
- парамагнетики: алюміній, платина, хром, магній, вольфрам;
- диамагнетики: мідь, золото, срібло, цинк, ртуть, кадмій, цирконій.
В цілому можна сказати, що чорні метали притягаються до магніту, кольорові – не притягуються.
Якщо говорити про сплави, сплави заліза електризується. До них відносять в першу чергу сталь і чавун. До магніту можуть притянуться і дорогоцінні монети, оскільки вони виготовлені не з чистого кольорового металу, а зі сплаву, який може містити невелику кількість феромагнетика. А ось прикраси з чистого кольорового металу до магніту не притягнуться.
Які метали не іржавіють і не електризується? Це звичайна харчова неіржавіюча сталь, золоті і срібні вироби.
