络合物的磁化率测定

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1、络合物的磁化率测定——MagneticSusceptibilityofComplexCompound化学系基础实验中心目的要求实验原理实验方法实验步骤数据处理思考题掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法。通过对一些络合物的磁化率测定，推算其未成对电子数，判断这些分子的配键类型。目的要求实验原理在外磁场作用下，物质会被磁化产生附加磁感应强度，则物质内部的磁感应强度为B=B0+B’=μ0H+B’化学上常用质量磁化率χm或摩尔磁化率χM来表示物质的磁性质χm=χ/ρχM=M·χm=M·χ/ρ物质的原子、分子或离子在外磁场作用下的磁化现象存在三种情况：逆磁性顺磁性铁磁性摩尔顺磁磁

2、化率χμ与分子磁矩μm关系可由居里定律表示：χμ=Lμm2μ0/3kT=C/T对于顺磁性物质而言，由于χμ》

3、χ0

4、，可以近似的把χμ当作χM，即χM=χ0+Lμm2μ0/3kT≈Lμm2μ0/3kTμm与未成对电子数n的关系为求得n值后可以进一步判断有关络合物分子的配键类型。例如，Fe2+离子在自由离子状态下的外层电子结构为3d64s04p0，如果其配合物为电价络合物，则外层电子组态为Fe2+在自由离子状态下的外层电子组态如果其配合物为共价络合物，则外层电子组态为Fe2+外层电子组态重排示意图实验方法古埃（Gouy）磁天平示意图?SNdHH0古埃（Gouy）磁天平工作原理示意图H物质的摩尔磁

5、化率为以莫尔氏盐【(NH4)SO4·FeSO4·6H2O】为标准物质进行间接测量，求得上式中H，莫尔氏盐的χM与热力学温度T关系式为：实验步骤启动磁天平磁场两极中心处磁场强度H的测定：用已知的莫尔氏盐标定对应于特定励磁电流值的磁场强度值取一支清洁、干燥的空样品管，悬挂在天平一端的挂钩上，使样品管的底部在磁极中心连线上。准确称量空样品管。然后将励磁电流电源接通，依次称量电流在2.0A，3.0A时的空样品管。接着将电流调至3.5A，然后减小电流，再依次称量电流在3.0A，2.0A时的空样品管。将励磁电流降为零时，断开电源开关，再称量一次空样品管。由此可求出样品质量m0及电流在2.0A，3.0A时的

6、△m0(应重复一次取平均值)。取下样品管，装入莫尔氏盐（在装填时要不断将样品管底部敲击木垫，使样品粉末填实），直到样品高度约18cm为止。准确测量样品高度h，测量电流为零时莫尔氏盐的质量mB及2.0A，3.0A时的△mB的平均值。测定完毕，将样品管中的莫尔氏盐样品导入回收瓶，然后洗净样品管、干燥备用。测定FeSO4·7H2O、K4Fe(CN)6·3H2O、K3Fe(CN)6和CuSO4·5H2O的摩尔磁化率重复上述②的实验步骤分别测定样品的摩尔磁化率数据处理由莫尔氏盐的磁化率和实验数据，计算各特定励磁电流相应的磁场强度值。由样品的实验数据，分别计算和讨论在励磁电流为2.0A，3.0A时的χm、

7、µm以及未成对电子数n。根据未成对电子数，讨论样品中Fe2+（或Cu2+）的最外层电子结构及由此构成的配键类型。思考题简述用古埃磁天平法测定磁化率的基本原理。本实验中为什么样品装填高度要求在18cm左右?在不同的励磁电流下测定的样品摩尔磁化率是否相同?为什么?实验结果若有不同应如何解释?从摩尔磁化率如何计算分子内未成对电子数及判断其配键类型?