Het belangrijkste verschil tussen paramagnetische en diamagnetische materialen is dat de paramagnetische materialen worden aangetrokken door externe magnetische velden, terwijl de diamagnetische materialen afstoten van de magnetische velden.
Materialen hebben de neiging om zwakke magnetische eigenschappen te vertonen in de aanwezigheid van een extern magnetisch veld. Sommige materialen worden aangetrokken door het externe magnetische veld, terwijl andere het afstoten. Vanwege dit verschil in magnetisch gedrag kunnen we elementen en verbindingen in twee typen indelen, namelijk paramagnetisch en diamagnetisch. Materialen die aangetrokken worden door externe magnetische velden zijn de paramagnetische materialen. Aan de andere kant zijn de materialen die afstoten van externe magnetische velden de diamagnetische materialen.
Wat is paramagnetisch?
Paramagnetisme treedt op vanwege de aanwezigheid van ongepaarde elektronen in het systeem. Elk element heeft een ander aantal elektronen en dat bepa alt het chemische karakter ervan. Afhankelijk van hoe deze elektronen de energieniveaus rond de kern van het betreffende atoom vullen, blijven sommige elektronen ongepaard. Deze ongepaarde elektronen werken als magneetjes en veroorzaken magnetische eigenschappen onder invloed van een extern aangelegd magnetisch veld. Eigenlijk is het de spin van deze elektronen die magnetisme veroorzaakt.
Paramagnetische materialen hebben permanente dipool magnetische momenten vanwege de spin van de ongepaarde elektronen, zelfs tijdens de afwezigheid van een extern magnetisch veld. Maar deze dipolen oriënteren zich willekeurig vanwege thermische beweging en geven zo een netto dipool magnetisch moment van nul. Wanneer we een extern magnetisch veld toepassen, hebben de dipolen de neiging om uit te lijnen in de richting van het aangelegde magnetische veld, wat resulteert in een netto dipool magnetisch moment. Daarom worden paramagnetische materialen enigszins aangetrokken door het externe magnetische veld. Maar het materiaal behoudt geen magnetische eigenschappen als we het externe veld verwijderen. Slechts een kleine geïnduceerde magnetisatie ontstaat zelfs in de aanwezigheid van een extern magnetisch veld. Dit komt omdat slechts een klein deel van de spins zich oriënteert met het externe magnetische veld. Deze fractie is ook recht evenredig met de sterkte van het gecreëerde veld.
Figuur 01: Elektronenrangschikking van paramagnetische en diamagnetische materialen
Over het algemeen geldt: hoe hoger het aantal ongepaarde elektronen, hoe hoger het paramagnetische gedrag en hoe sterker het gecreëerde veld. Daarom vertonen overgangs- en binnenste overgangsmetalen sterkere magnetische effecten vanwege de lokalisatie van 'd'- en 'f'-elektronen en ook vanwege de aanwezigheid van meerdere ongepaarde elektronen. Enkele algemeen bekende paramagnetische elementen zijn magnesium, molybdeen, lithium en tantaal. Er zijn ook sterkere synthetische paramagneten zoals 'ferrofluids'.
Wat is diamagnetisch?
Sommige materialen hebben de neiging om een afgestoten magnetisch gedrag te vertonen wanneer ze in contact komen met een extern magnetisch veld. Dit zijn de diamagnetische materialen. Ze creëren magnetische velden die tegengesteld zijn in de richting van het externe magnetische veld en vertonen daardoor het afstotende gedrag. Over het algemeen hebben alle materialen de diamagnetische eigenschappen, waardoor ze een zwakke bijdrage leveren aan het magnetische gedrag van het materiaal wanneer het wordt blootgesteld aan een extern magnetisch veld. Maar in materialen die andere magnetische eigenschappen vertonen, zoals paramagnetisme en ferromagnetisme, is het effect van diamagnetisme verwaarloosbaar. Vanwege de zwakke magnetische eigenschap zijn de effecten van diamagnetisme moeilijk waar te nemen. 'Bismut' fungeert als een sterke diamagneet.
Wat is het verschil tussen paramagnetisch en diamagnetisch
De term paramagnetisch verwijst naar de aantrekkingskracht van een materiaal op een extern magnetisch veld, terwijl de term diamagnetisch verwijst naar de afstoting van een materiaal uit een extern magnetisch veld. Dit komt voornamelijk omdat de paramagnetische materialen ongepaarde elektronen hebben, terwijl diamagnetische materialen geen van hun elektronen ongepaard hebben. Dit is het fundamentele verschil tussen paramagnetische en diamagnetische materialen.
Een ander belangrijk verschil tussen paramagnetische en diamagnetische materialen is dat het magnetische veld dat wordt gecreëerd door paramagnetische materialen in de richting van het externe magnetische veld is, terwijl het magnetische veld dat wordt gecreëerd door diamagnetische materialen in een richting tegengesteld is aan het externe magnetische veld.
De onderstaande infographic toont een vergelijkingsoverzicht van het verschil tussen paramagnetische en diamagnetische materialen.
Samenvatting – Paramagnetisch versus diamagnetisch
We kunnen de materialen in drie hoofdtypen verdelen op basis van hun magnetische eigenschappen; het zijn diamagnetische, paramagnetische en ferromagnetische materialen. Het verschil tussen paramagnetische en diamagnetische materialen is dat de paramagnetische materialen aangetrokken worden door de externe magnetische velden, terwijl de diamagnetische materialen afstoten van de magnetische velden.
