实验11磁化率络合物结构的测定

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1、磁化率一络合物结构的测定摘要：本实验探究了磁介质在磁场中的磁化现象，利用古埃磁天平测定物质磁化率，其中磁场强度用已知克磁化率的莫尔盐进行间接标定，然后测定FcSO4-7H2O和K4[Fc(CN)6]-3h20的磁化率并进一步推测出络合物屮的未成对电子数，进而判断络合物屮央离子的电子结构和成键类型关键词：磁化率古埃磁天平电子结构络合物MagneticSusceptibilityTheMeasurementoftheStructureofCoordinationCompoundsMingXuanZhangPB15030833Abstract：Inthisexperiment,wcexp

2、loredthephenomenonofmagneticmediuminthemagneticfiledandmeasurethemagneticsusceptibilityofsomesubstancesbyGOUYmagneticbalance・Theintensityofthemagneticfiledisstandardedby(NH4)2Fe(SO4)2*6H2O,andthenweusetheresulttomeasurethemagneticsusceptibilityofFeSOz^H?。andK4Fe(CN)6・3H2O・Further,wecangetthein

3、formationaboutthenumberofunpairedelectrons,theelectronconfigurationandthetypesofcoordinationbondsinthesecomplexes・Keywords：magneticsusceptibility,GOUYmagneticbalance,electronconfiguration,coordinationcomplex1.前言物质在外磁场中，会被磁化并感牛一附加磁场，此物质因磁化而激发出來的磁场强度H，与外加的激发磁场强度H之和称为该物质在外磁场作用下的磁场强度BoH，与H方向相同的叫顺磁

4、性物质，相反的叫反磁性物质。还有一类物质如铁、钻、银及其合金，H，比H大得,H，/H高达10,而且附加磁场在外磁场消失后并不立即消失，这类物质称为铁磁性物质。物质的磁性与组成它的原子、离子或分子的微观结构有关，在反磁性物质中，由于电子自旋已配对，故无永久磁矩。但是内部电子的轨道运动，在外磁场作用下产生的拉摩进动，会感生出一个与外磁场方向相反的诱导磁矩，所以表示出反磁性。其ZM<0就等于反磁化率咒反，且Xm<0o在顺磁性物质屮，存在自旋未配对电子，所以具有永久磁矩。在外磁场中，永久磁矩顺着外磁场方向排列，产生顺磁性。基于顺磁性物质分子磁矩与未成对电子数的定量关系，通过测量配合物的磁化

5、率，就可求得其未成对电子数，从而推测配合物屮心原子的成键类型。本实验的基础就在于此。2.实验部分2・1•实验目的1.了解磁介质在磁场中的磁化现象。2.通过对一些物质的磁化率的测定，求出未成对电子数并判断络合物小央离子的电子结构和成键类型。1.掌握古埃（GOUY）法测定磁化率的实验原理和技术。2・2•实验原理1.磁化当磁介质放到场强为H的磁场中会产生附加的磁场屮，这种现象称为磁介质的磁化。这时磁介质的磁感应强度为：B=H+H/=H+4nXH(1)式屮X为物质的体积磁化率，化学中常用克磁化率Xg和摩尔磁化率XM,它们的定义为：xm=x/p⑵Xm=MX/p(3)式中P为磁介质的密度，M为

6、克分子量。由于X是无量纲的量，故冷和X”的量纲为厚米彳/克和厘米彳/摩尔。⑴式中如H，和H同向则为顺磁物质，H，和H反向为逆磁质Hz和H不成正比，屮随H的增加而剧烈增加，当外磁场消失后这种物质的磁性并不消失，呈现滞后的现象，则为铁磁质。2.原子分子的磁矩由于分子体系内有电子环形运动，所以它应具有磁矩。多电子原子的磁矩“和总角动量量子数丿，总轨道角动量量子数/■，总自旋角动量量子数S间有以下关系：jUp=J(J+l)6g6Cm/=i"二“p+“d其中m为电子质量，C为光速，6=-^―=9.27X10~21尔格/高斯。47imcg=1+丿(丿+1)+S(S+1)—厶(厶+1)2丿(八1

7、)为朗德因子。G2为原子中电子/的位置矢量平方的平均值。当S=0时,J=L,g=l可得轨道磁矩“po当（=0时，丿二S,g=2可得自旋磁矩“PST20jS（S+l）（7）由于S=n/2,门为未成对电子数，则：“ps二0j〃（〃+2）（8）由⑷可知当JH0时，通常因I“I>>I“D丨，・•・"~“p。磁矩和磁场的相互作用能为E=r（“—H）<0,所以“和外磁场H“同向”（即它们Z间的夹角小于n/2）,也就是“和H“同向”。所以JH0时的物质彌帧磁性物质，它具有一个不等于