Img00281

285

W zależności od kierunku wirowania elektronu spinowy moment magnetyczny elektronu może przyjmować tylko dwie wartości: +1 lub -1 magnetonu Bohra. W atomach wieloelektronowych spinowe momenty magnetyczne dodają się. Wypadkowy spinowy moment magnetyczny atomów z całkowicie zapełnionymi powłokami elektronowymi jest równy zeru — momenty nawzajem się kompensują. Na przykład atom sodu Na z jednym elektronem walencyjnym ma wypadkowy dipolowy moment magnetyczny równy jedności. Ten sam atom sodu, ale zjonizowany Na⁺, a więc pozbawiony walencyjnego elektronu, nie ma momentu magnetycznego.

5.8. W tablicy 5.8-1 zestawiono wypadkowe spinowe momenty magnetyczne (mierzone w magnetonach Bohra) dla wolnych atomów czwartej grupy okresowego układu pierwiastków.

Tablica 5.8-1

Liczba elektronów w podpowłoce 3d wolnych atomów pierwiastków czwartego okresu

Liczba atomowa	Symbol	Pierwiastek	Liczba elektronów	Wypadkowy magnetyczny moment spinowy
20	Ca	wapń	0	0
21	Sc	skand	1	1	ffl
22	Ti	tytan	2	2	ffl	CD
23	V	wanad	3	3	CD	CD	CD
24	Cr	chrom	4*	4	CD	CD	CD	ffl
25	Mn	mangan	5	5	CD	CD	ffl	CD	ffl
26	Fe	żelazo	6	4	cm	CD	ffl	CD	ffl
27	Co	kobalt	7	3	nu	w	III	ffl	CD
28	Ni	nikiel	8	2	w	OD	cm	ffl	ffl
29	Cu	miedź	10	0	im	cm	[ffl	[ffl	[ffl

* Przy chromie występuje nieregularność, ma on 5 elektronów w powłoce 3d, a tylko I w powłoce 4s -w efekcie wypadkowy moment wynosi 4.

Na rysunku 5.8-1 przedstawiono schematycznie model atomu żelaza z zaznaczeniem liczby elektronów w poszczególnych powłokach. W powłoce 3d pozostają 4 momenty spinowe niezrównoważone.

Silne niezrównoważenie momentów spinowych obserwowane w atomach niektórych pierwiastków wyjaśnia tzw. reguła Hunda. Mówi ona, że pary elektronów o przeciwnych spinach tworzą się dopiero po zapełnieniu wszystkich orbit danej podpo-wioki przez elektrony niesparowane, a elektrony niesparowane na orbitach danej pod-powłoki mają jednakowe orientacje spinów. Zasadę tę również ilustruje tablica 5.8-1.