Magnetismus

 

1) Diamagnetismus

Diamagnetisch sind alle Stoffe, deren Atome, Ionen oder Moleküle abgeschlossene Schalen oder Unterschalen haben. Sie besitzen daher kein resultierendes magnetisches Moment, da sich die Spinmomente und die Bahnmomente der Elektronen kompensieren. In einem magnetischen Feld wird ein diamagnetischer Stoff aus dem Magnetfeld gedrückt.

 
2) Paramagnetismus

Atome, Ionen oder Moleküle, in denen ungepaarte Elektronen vorhanden sind, besitzen ein permanentes magnetisches Moment und werden als paramagnetisch bezeichnet. Da die Ausrichtung der magnetischen Momente statistisch verteilt sind ergibt sich für den Stoff ohne äußeres Magnetfeld kein resultierendes Magnetfeld in der Substanz. Im magnetischen Feld richten sich die Momente in Feldrichtung aus und es ergibt sich ein dem äußeren Feld gleichgerichtetes magnetisches Feld. Dem Paramagnetismus wirkt die Braun’sche Molekularbewegung entgegen. Ein paramagnetischer Stoff wird in ein magnetisches Feld gezogen.

 
3) Ferromagnetismus
Unterhalb einer bestimmten Temperatur (Curie Temperatur TC) innerhalb eines kleinen Bereichs, der so genannten Domäne (Weissscher Bereich) kann eine Kopplung der Spins benachbarter Atome auftreten. Die Suszeptibilität ist um 107 bis 1010 mal größer als der Paramagnetismus und kann sogar makroskopisch nachgewiesen werden.
 
4) Antiferromagnetismus

Unterhalb der Néel-Temperatur erfolgt eine spontane antiparallele Kopplung gleich großer Momente in einem Weissschen Bereich. Das heißt Schichten mit parallel ausgerichteten Dipolen aber mit jeweils entgegen gesetzten Richtungen kompensieren sich. Ein Beispiel hierfür ist das Nickeloxid (NiO).

Die magnetische Struktur solcher Substanzen kann mit Hilfe von Neutronenbeugung bestimmt werden.

 
5) Ferrimagnetismus

Innerhalb eines Weissschen Bereichs erfolgt unterhalb einer bestimmten Temperatur eine antiparallele Kopplung verschieden großer Spinmomente. Man kann hier von einem „Kleinen Ferromagnetismus“ sprechen. Diese Form des Magnetismus tritt zum Beispiel bei Spinellen auf (z.B.: Fe3O4) (außer bei Co3O4). Dabei heben sich die magnetischen Momente Fe3+ oktaeder Plätze und der Fe3+ Teraederplätze auf und das resultierende magnetische Moment wird durch die Fe2+ verursacht. Man kann also beim Ferrimagnetismus von einem nicht ganz kompensierten Antiferromagnetismus sprechen.

 

 

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