Introdução à Química

Terms

• paramagneticMaterials que são atraídos por um campo magnético aplicado externamente e formam campos magnéticos internos, induzidos na direcção do campo magnético aplicado.
• diamagneticMaterials que criam um campo magnético induzido numa direcção oposta à de um campo magnético aplicado externamente e que por isso são repelidos pelo campo magnético aplicado.
• lanthanideAny dos 14 elementos de terras raras do cério (ou do lantânio) ao lutécio na tabela periódica. Como as suas orbitais mais exteriores estão vazias, têm uma química muito semelhante. Abaixo deles estão os actinídeos.
• número quânticoUm de certos inteiros ou semi-inteiros que especificam o estado de um sistema mecânico quântico (tal como um electrão num átomo).
• MRIMagnetic Resonance Imaging, uma técnica de imagiologia médica utilizada em radiologia para investigar a anatomia e fisiologia do corpo tanto na saúde como na doença.

Diamagnetismo

Ainda que dois electrões partilhem o mesmo orbital, os seus números quânticos de spin têm de ser diferentes. Por outras palavras, um dos electrões tem de ser “spin-up”, com m_s = +\frac{1}{2}, enquanto o outro electrão é “spin-down”, com m_s = -\frac{1}{2}. Isto é importante quando se trata de determinar o spin total num orbital de electrões. A fim de decidir se os giros dos electrões são cancelados, adicionar os seus números quânticos de giros juntos. Sempre que dois electrões são emparelhados num orbital, ou o seu spin total é 0, são chamados electrões diamagnéticos.

Pense nos spins no sentido horário e anti-horário. Se uma rotação é no sentido horário e a outra no sentido anti-horário, então as duas direcções de rotação equilibram-se mutuamente e não há qualquer resto de rotação. Note-se o que tudo isto significa em termos de electrões que partilham uma órbita: Uma vez que os electrões no mesmo orbital têm sempre valores opostos para os seus números quânticos de centrifugação (ms), acabarão sempre por se anular mutuamente. Por outras palavras, não há restos de spin num orbital que contenha dois electrões.

O spin do electrão é muito importante para determinar as propriedades magnéticas de um átomo. Se todos os electrões de um átomo forem emparelhados e partilharem o seu orbital com outro electrão, então o spin total em cada orbital é zero e o átomo é diamagnético. Os átomos diamagnéticos não são atraídos por um campo magnético, mas sim ligeiramente repelidos.

Paramagnetismo

Electrões que estão sozinhos num orbital são chamados electrões paramagnéticos. Lembre-se que se um electrão está sozinho num orbital, o orbital tem um spin líquido, porque o spin do electrão solitário não é cancelado. Se mesmo um orbital tiver um spin líquido, todo o átomo terá um spin líquido. Portanto, um átomo é considerado paramagnético quando contém pelo menos um electrão paramagnético. Por outras palavras, um átomo pode ter 10 electrões (diamagnéticos) emparelhados, mas enquanto também tiver um electrão (paramagnético) não emparelhado, ainda é considerado um átomo paramagnético.

p>Apenas porque os átomos diamagnéticos são ligeiramente repelidos de um campo magnético, os átomos paramagnéticos são ligeiramente atraídos por um campo magnético. As propriedades paramagnéticas são devidas ao realinhamento dos percursos dos electrões causados pelo campo magnético externo. As paramagnets não retêm qualquer magnetização na ausência de um campo magnético aplicado externamente, porque o movimento térmico aleatoriza as orientações de centrifugação. Os efeitos magnéticos mais fortes só são tipicamente observados quando estão envolvidos d-electrões ou f-electrões. O tamanho do momento magnético num átomo de lantanídeos pode ser bastante grande, pois pode transportar até sete electrões não pareados, no caso do gadolínio(III) (daí a sua utilização na RM).