络合物磁化率的测定精选文档.ppt

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1、络合物磁化率的测络合物磁化率的测定定化学系基础实验中心化学系基础实验中心本讲稿第一页，共十五页目的要求目的要求实验原理实验原理实验方法实验方法 实验步骤实验步骤数据处理数据处理思考题思考题 本讲稿第二页，共十五页掌握古埃（掌握古埃（Gouy）磁天平测定物质磁化率的基本）磁天平测定物质磁化率的基本原理和实验方法。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。电子数，判断这些分子的配键类型。目的要求目的要求本讲稿第三页，共十五页实验原理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

2、为B=B0+B=0H+B化学上常用质量磁化率m或摩尔磁化率 M来表示物质的磁性质m=/M=Mm=M/本讲稿第四页，共十五页物质的原子、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本讲稿第五页，共十五页摩尔顺磁磁化率 与分子磁矩m关系可由居里定律表示：=L=Lmm20 0/3kT=C/T对于顺磁性物质而言，由于|0|，可以近似的，可以近似的把把 当作当作MM ，即，即MM=0+Lm2 20/3kTL/3kTLmm2 2 0 0/3kT/3kTm与未成对电子数与未成对电子数n的关系为本讲稿第六页，共十五页求得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

3、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FeFe2+2+在自由离子状态下的外层电子组态在自由离子状态下的外层电子组态本讲稿第七页，共十五页如果其配合物为共价络合物，则外层电子组态为FeFe2+2+外层电子组态重排示意图外层电子组态重排示意图本讲稿第八页，共十五页实验方法实验方法古埃（古埃（GouyGouy）磁天平示意图）磁天平示意图本讲稿第九页，共十五页?SNdHH0古埃（古埃（GouyGouy）磁天平工作原理示意图）磁天平工作原理示意图H本讲稿第十页，共十五页物质的摩尔磁化率为以莫尔氏盐【(NH4)SO4FeSO46H2O】为标准物质进行间接

4、测量，求得上式中H，莫尔氏盐的M与热力学温度T关系式为：本讲稿第十一页，共十五页实验步骤实验步骤1.1.启动磁天平启动磁天平2.2.磁磁场场两两极极中中心心处处磁磁场场强强度度H H的的测测定定：用用已已知知的的莫莫尔尔氏氏盐标定对应于特定励磁电流值的磁场强度值盐标定对应于特定励磁电流值的磁场强度值取取一一支支清清洁洁、干干燥燥的的空空样样品品管管，悬悬挂挂在在天天平平一一端端的的挂挂钩钩上上，使使样样品品管管的的底底部部在在磁磁极极中中心心连连线线上上。准准确确称称量量空空样样品品管管。然然后后将将励励磁磁电电流流电电源源接接通通，依依次次称称量量电电流流在在2.0A2.0A，3.0A3.0

5、A时时的的空空样样品品管管。接接着着将将电电流流调调至至3.5A3.5A，然然后后减减小小电电流流，再再依依次次称称量量电电流流在在3.0A3.0A，2.0A2.0A时时的的空空样样品品管管。将将励励磁磁电电流流降降为为零零时时，断断开开电电源源开开关关，再再称称量量一一次次空空样样品品管管。由由此此可可求求出出样样品品质质量量mm0 0及及电电流流在在2.0A2.0A，3.0A3.0A时时的的mm0 0(应应重重复一次取平均值复一次取平均值)。本讲稿第十二页，共十五页取取下下样样品品管管，装装入入莫莫尔尔氏氏盐盐（在在装装填填时时要要不不断断将将样样品品管管底底部部敲敲击击木木垫垫，使使样样

6、品品粉粉末末填填实实），直直到到样样品品高高度度约约18cm18cm为为止止。准准确确测测量量样样品品高高度度h h，测测量量电电流流为为零零时时莫莫尔尔氏盐的质量氏盐的质量mmB B及及2.0A2.0A，3.0A3.0A时的时的mmB B的平均值。的平均值。测测定定完完毕毕，将将样样品品管管中中的的莫莫尔尔氏氏盐盐样样品品导导入入回回收收瓶瓶，然然后后洗洗净样品管、干燥备用。净样品管、干燥备用。3.3.测测 定定FeSOFeSO4 47H7H2 2O O、K K4 4Fe(CN)Fe(CN)6 63H3H2 2O O、K K3 3Fe(CN)Fe(CN)6 6和和CuSOCuSO4 45H5

7、H2 2O O的摩尔磁化率的摩尔磁化率 重复上述重复上述的实验步骤分别测定样品的摩尔磁化率的实验步骤分别测定样品的摩尔磁化率本讲稿第十三页，共十五页数据处理数据处理1.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。2.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m、m以及未成对电子数n。3.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。本讲稿第十四页，共十五页思考题思考题1.简述用古埃磁天平法测定磁化率的基本原理。2.本实验中为什么样品装填高度要求在18cm左右?3.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?4.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?本讲稿第十五页，共十五页