Paramagnetismo

In particolare il paramagnetismo si osserva in quei materiali le cui molecole posseggono un momento di dipolo magnetico proprio, quindi si ha un effetto prevalentemente dovuto a polarizzazione magnetica per orientamento e trascurabile precessione di Larmor, come l'aria e l'alluminio. Nel caso dell'aria, l'effetto paramagnetico è a carico della molecola di ossigeno che possiede doppietti elettronici spaiati negli orbitali esterni responsabili dell'effetto. È per tale ragione che è possibile ritrovare ossigeno anche nelle profondità della terra (caverne verticalmente molto lunghe) e disciolto nell'acqua di mare anche oltre i 5000 metri.

Contrariamente ai materiali ferromagnetici (che pure sono attratti da campi magnetici), i materiali paramagnetici non conservano la magnetizzazione in assenza di un campo esterno applicato.

La relazione che lega i vettori ${\displaystyle {\vec {M}}}$  e ${\displaystyle {\vec {H}}}$  è lineare:

${\displaystyle {\vec {M}}=\chi _{m}{\vec {H}}}$ 

dove ${\displaystyle {\vec {M}}}$  è la Magnetizzazione del materiale, ${\displaystyle {\vec {H}}}$  è il campo magnetico che investe il materiale e ${\displaystyle \chi _{m}}$  è la suscettività magnetica che per materiali paramagnetici è un numero puro positivo^[1] inversamente proporzionale alla temperatura. Le altre relazioni sono:

${\displaystyle {\vec {H}}={\frac {{\vec {B}}-\mu _{0}{\vec {M}}}{\mu _{0}}}}$ 

${\displaystyle {\vec {B}}=\mu _{0}{\vec {H}}(1+\chi _{m})=\mu {\vec {H}}}$ 

dove ${\displaystyle \mu =\mu _{0}(1+\chi _{m})=\mu _{0}\mu _{r}}$  è la permeabilità magnetica assoluta e ${\displaystyle \mu _{r}=1+\chi _{m}}$  la permeabilità magnetica relativa al materiale.

• Bario
• Calcio
• Gadolinio
• Ossigeno
• Platino
• Sodio
• Stronzio
• Tungsteno
• Uranio
• Magnesio
• Tecnezio
• Disprosio

Molti ioni metallici sono dotati di proprietà paramagnetiche, anche alcuni non appartenenti al corrispettivo metallo con la stessa proprietà. Tra questi vi sono gli ioni manganese bi- e tetra-valenti (Mn²⁺/ Mn⁴⁺), lo ione cromo trivalente (Cr³⁺), lo ione nichel bivalente (Ni²⁺) e tutti gli ioni trivalanti delle terre rare (come neodimio, gadolinio, terbio, disprosio, olmio, europio e tulio).

Molti complessi di coordinazione sono altresì dotati di questa proprietà. Alcuni esempi sono:

• esafluoruro di nichel (NiF₆)^2-
• esafluoruro di cromo (CrF₆)^4-
• tetracloruro di ferro (FeCl₄)^2-
• esafluoruro di cobalto (CoF₆)^3-
• octafluoruro di tantalio (TaF₈)^3-
• octacianuro di molibdeno (Mo(CN)₈)^4-

Anche solfuri di metalli come vanadio monosolfuro ed octasolfuro (VS e V7S8), titanio trisolfuro (Ti₂S₃) e molibdeno disolfuro (MoS₂) possiedono proprietà simil-metalliche e sono paramagnetici. Tra le leghe metalliche, escludendo quelle che contengono ferro, nichel e cobalto, vi sono il nitruro di tantalio (TaN), il tellururo di vanadio (V₄Te₅) e l'arseniuro di nichel coordinato con ioduro di cadmio (NiAs/CdI₂) che risultano paramagnetiche. Infine, anche l'acciaio inossidabile di tipo austenitico presenta caratteristiche paramagnetiche.

• Corrado Mencuccini, Vittorio Silvestrini, Fisica II, Napoli, Liguori Editore, 2010, ISBN 978-88-207-1633-2.
• (EN) John D Jackson, Classical Electrodynamics, 3rd Edition, Wiley, 1999, ISBN 0-471-30932-X.
• (EN) Griffiths, David J., Introduction to Electrodynamics (3rd ed.), Prentice Hall, 1998, ISBN 0-13-805326-X.

• Campo magnetico
• Diamagnetismo
• Ferromagnetismo
• Magnetismo nella materia
• Superparamagnetismo
• Ghiaccio di spin

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• (EN) paramagnetism, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.