الذهب ليس مغناطيسي في شكله النقي. مصنفة على أنها مغناطيسية ، وهي تصد بشكل ضعيف المغناطيس ولا يمكن أن يتم غنائها بواسطة التيارات الكهربائية. لا يمكن ملاحظ هذا السلوك إلا في ظل ظروف المختبر الخاضعة للرقابة.
ومع ذلك ، تكشف الأبحاث الحديثة عن خصائص مثيرة للاهتمام في النانو. تُظهر مجموعات صغيرة من ذرات الذهب سلوكًا مغنطيسيًا ، تتصرف مثل المغناطيس المصغر. لا تحدث هذه الظاهرة بشكل طبيعي بسبب الكثافة الذرية للذهب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تعزز الحرارة هذه الخصائص المغناطيسية المخفية.
في حين أن الذهب لا يزال غير مغناطيسي في السيناريوهات اليومية ، فإن سلوكه على المقاييس والظروف الشديدة يوفر رؤى رائعة حول الطبيعة المعقدة للمغناطيسية في المواد.
خصائص الذهب المغناطيسي
'is.gold.magnetic ' و 'هي مغناطيسية ذهبية أو لا ' من بين أكثر الأسئلة التي تم تفتيشها حول خصائص الذهب. لقد فتنت الذهب (الرمز AU ، الرقم الذري 79) البشرية لآلاف السنين مع اللون الأصفر اللامع وخصائصها الرائعة. عندما يتعلق الأمر بالمغناطيسية والذهب ، فإن العديد من العجب 'هل يجذب الذهب المغناطيس ' أو '.
إجابة أساسية
بالنسبة لأولئك الذين يسألون 'هل الذهب التمسك بالمغناطيس ' أو 'هو مغناطيسي الذهب نعم أو لا ، ' ها هي الإجابة البسيطة: الذهب النقي ليس مغناطيسيًا. لا يجذب ولا ينجذب إلى المغناطيس. سواء كنت تتساءل عن التفاعلات 'Magnet Gold ' أو إذا كان 'سوف يلتقط المغناطيس الذهب ، فإن فهم الطبيعة المغناطيسية للذهب هو مفتاح فهم سلوكه.
التفسير العلمي للمغناطيسية الذهب
يتطلب فهم 'المغناطيسية الذهبية ' النظر في بنيتها الذرية. عندما يسأل الناس 'سوف يلتزم الذهب بالمغناطيس ' أو 'يمكن أن تلتقط المغناطيس الذهب ، ' الإجابة تكمن في التكوين الإلكتروني للذهب.
التركيب الذري للذهب
ينبع سلوك الذهب المغناطيسي الفريد من بنيته الذرية. مع تكوين الإلكترون من [XE] 4f⊃1 ؛ ⁴ 5d⊃1 ؛ ⁰ 6S⊃1 ؛ ، يحتوي الذهب على Subshell 5D المملوء تمامًا وإلكترون واحد في المدار 6S. لا ينتج عن هذا التكوين أي إلكترونات غير متوفرة ، والتي عادة ما تكون مسؤولة عن الخواص المغناطيسية في العناصر.
| قذيفة الإلكترون | عدد الإلكترونات |
| ك (1S) | 2 |
| L (2S ، 2p) | 8 |
| م (3s ، 3p ، 3D) | 18 |
| N (4s ، 4p ، 4d ، 4f) | 32 |
| o (5s ، 5p ، 5d) | 18 |
| P (6S) | 1 |
Diamagnetism في الذهب
Diamagnetism ، الخاصية التي يظهرها الذهب ، هي شكل أساسي من أشكال المغناطيسية التي تمتلكها جميع المواد إلى حد ما. في المواد المغناطيسية ، تلغي الحقول المغناطيسية التي تنتجها حركة الإلكترون المداري ، مما يؤدي إلى تنافر ضعيف للغاية للحقول المغناطيسية الخارجية.
وفقًا للأبحاث المنشورة في مجلة الكيمياء الفيزيائية C (2008) ، فإن القابلية المغناطيسية لحجم الذهب عند 20 درجة مئوية حوالي -3.44 × 10⁻⁵ ، مما يشير إلى طبيعته المغناطيسية. هذه القيمة السالبة تشير إلى أن الذهب يصد بشكل ضعيف الحقول المغناطيسية ، على عكس الجاذبية التي شوهدت في المواد المغناطيسية.
السلوك في الحقول المغناطيسية القوية
على الرغم من أن الذهب لا يتفاعل عادة مع المغناطيس ، إلا أنه يمكن أن يظهر سلوكًا مثيرًا للاهتمام في ظل ظروف قصوى. في عام 2014 ، أظهر الباحثون في جامعة رادبود نيميغن أنه يمكن رفع الذهب في مجال مغناطيسي قوي بسبب خصائصه المغناطيسية. تتطلب هذه التجربة قوة حقل مغناطيسي تبلغ حوالي 16 تسلا ، أقوى بكثير من المغناطيسات المنزلية النموذجية (والتي عادة ما تكون أقل من 1 تسلا).
العوامل التي تؤثر على الخواص المغناطيسية للذهب
نقاء الذهب
إن نقاء الذهب يؤثر بشكل كبير على سلوكه المغناطيسي. يحافظ الذهب النقي (24 قيراطًا) على خصائصه المغناطيسية باستمرار. ومع ذلك ، يقدم Lower Karat Gold عناصر أخرى يمكن أن تغير استجابتها المغناطيسية.
| كرات | الذهب محتوى | المعادن النموذجية لسبائك |
| 24k | 99.9 ٪ | لا شيء (الذهب النقي) |
| 22K | 91.7 ٪ | الفضة ، النحاس |
| 18K | 75.0 ٪ | الفضة ، النحاس ، الزنك |
| 14K | 58.3 ٪ | الفضة والنحاس والزنك والنيكل |
| 10K | 41.7 ٪ | الفضة والنحاس والزنك والنيكل |
سبائك الذهب والمغناطيسية
يمكن أن تظهر سبائك الذهب ، التي تستخدم عادة في المجوهرات والتطبيقات الصناعية ، خصائص مغناطيسية متنوعة اعتمادًا على تكوينها. على سبيل المثال ، قد تظهر بعض سبائك الذهب البيضاء التي تحتوي على النيكل جاذبية مغناطيسية طفيفة. وجدت دراسة نشرت في نشرة الذهب (2014) أن بعض سبائك الحديد الذهبية يمكن أن تظهر خصائص مغناطيسية في درجة حرارة الغرفة عندما يتجاوز محتوى الحديد 15 في المئة ذري.
السلوك على نطاق النانو
كشفت التطورات الأخيرة في تقنية النانو عن خصائص مغناطيسية مفاجئة في الجسيمات النانوية الذهبية. أظهرت دراسة أجريت عام 2004 المنشورة في رسائل المراجعة المادية أن الجسيمات النانوية الذهبية الأصغر من 2 نانومتر في قطرها يمكن أن تظهر سلوكًا مغنطيسيًا في درجات حرارة أقل من 10 كيلفن. يفتح هذا الاكتشاف إمكانيات جديدة للذهب في الحقول مثل تخزين البيانات والحوسبة الكمومية.
اختبار المغناطيسية الذهب
اختبار المغناطيس للذهب
على الرغم من أنه غير نهائي ، إلا أن اختبار المغناطيس البسيط يمكن أن يوفر رؤى أولية في محتوى الذهب لعنصر. يجب ألا يتفاعل الذهب النقي مع المغناطيس. ومع ذلك ، فإن هذا الاختبار له قيود ولا ينبغي الاعتماد عليه بشكل حصري للمصادقة.
تفسير الجذب المغناطيسي في العناصر الذهبية
إذا أظهر عنصر ذهبي الجذب المغناطيسي ، فقد يشير إلى:
وجود الشوائب المغناطيسية
طلاء الذهب على معدن قاعدة مغناطيسية
سبيكة ذات محتوى كبير غير جولد
من الأهمية بمكان أن نلاحظ أن بعض سبائك الذهب الأصلية قد تظهر خصائص مغناطيسية طفيفة ، في حين أن بعض العناصر المزيفة قد تكون غير مغناطيسية.
الآثار العملية
صناعة المجوهرات
تعمل صناعة المجوهرات على الاستفادة من الطبيعة غير المغناطيسية للذهب بطرق مختلفة. وفقًا لمجلس الذهب العالمي ، يأتي حوالي 50 ٪ من الطلب على الذهب العالمي من المجوهرات. يعد فهم الخواص المغناطيسية لسبائك الذهب المختلفة أمرًا بالغ الأهمية لمراقبة الجودة والمصادقة في هذه الصناعة.
التحقق من الذهب
يتضمن التحقق من الذهب المهني تقنيات متعددة:
| الطريقة | مبدأ | دقة |
| تحليل XRF | يقيس الأشعة السينية المميزة | عالي |
| فحص النار | الفصل الكيميائي ووزنه | عالية جدا |
| الثقل النوعي | قياس الكثافة | معتدل |
| اختبار الحمض | مراقبة التفاعل الكيميائي | معتدل |
| الاختبار المغناطيسي | الاستجابة المغناطيسية | منخفض (تكميلي) |
التطبيقات في التكنولوجيا
تجد خصائص Gold الفريدة ، بما في ذلك طبيعتها المغناطيسية ، تطبيقات في مختلف المجالات التكنولوجية:
الإلكترونيات: الطبيعة غير المغناطيسية للذهب تجعلها مثالية للمكونات في الأجهزة الحساسة للمجال المغناطيسي.
التصوير الطبي: يتم استكشاف الجسيمات النانوية الذهبية كعوامل تباين للتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI).
الحوسبة الكمومية: يمكن أن يتم تسخير الخصائص المغناطيسية غير العادية للجسيمات النانوية الذهبية في درجات حرارة منخفضة لعمليات البت الكمومي (QUBIT).
خاتمة
خصائص الذهب المغناطيسي ، أو عدم وجودها ، تنبع من بنيتها الذرية الفريدة. إن طبيعتها المغناطيسية تميزها عن العديد من المعادن الأخرى ، مما يساهم في مكانها الخاص في المجوهرات والتكنولوجيا والبحث العلمي. مع استمرارنا في استكشاف الذهب في النانو وفي الظروف القاسية ، قد نكشف جوانب جديدة من تفاعلها مع الحقول المغناطيسية ، والتي قد تحدث ثورة في استخدامها في التقنيات المستقبلية.
الأسئلة المتداولة: الذهب والمغناطيسية
فيما يلي سبعة أسئلة شائعة حول الخصائص المغناطيسية للذهب ، إلى جانب إجابات واضحة وموجزة:
س: هل الذهب النقي مغناطيسي؟
لا ، الذهب النقي ليس مغناطيسي. تم تصنيفها على أنها مادة مغناطيسية ، مما يعني أنه تم صيده بشكل ضعيف بواسطة الحقول المغناطيسية.
س: هل يمكن أن تلتصق المغناطيس بالمجوهرات الذهبية؟
عموما ، لا. إذا تمسك المغناطيس بمجوهرات 'الذهب ' ، فمن المحتمل أن يحتوي على كميات كبيرة من المعادن الأخرى أو قد لا تكون ذهبية على الإطلاق.
س: لماذا ليس مغناطيسي الذهب؟
الذهب ليس مغناطيسيًا بسبب بنيته الذرية. لا يوجد لديه إلكترونات غير مسبوقة في قشرتها الخارجية ، وهي ضرورية للسلوك المغنطيسي.
س: هل يمكن أن يصبح الذهب مغناطيسيًا تحت أي ظرف من الظروف؟
نعم ، في ظل الظروف القاسية. يمكن أن تظهر الجسيمات النانوية الذهبية خصائص مغناطيسية في درجات حرارة منخفضة للغاية (أقل من 10 كيلفن) أو في وجود حقول مغناطيسية قوية للغاية.
س: هل يؤثر قيراط الذهب على خصائصه المغناطيسية؟
نعم ، بشكل غير مباشر. يحتوي Gold Karat Gold على المزيد من المعادن غير الذهب ، والتي قد تقدم خصائص مغناطيسية طفيفة اعتمادًا على معادن السبائك المستخدمة.
س: هل اختبار المغناطيس طريقة موثوقة لتحديد ما إذا كان هناك شيء ما ذهبي حقيقي؟
لا ، إنها ليست موثوقة تمامًا. على الرغم من أنه يمكن أن يشير إلى وجود المعادن المغناطيسية ، إلا أن بعض العناصر الذهبية المزيفة غير مغناطيسية أيضًا. يجب استخدامه بالاقتران مع طرق الاختبار الأخرى.
س: هل هناك أي تطبيقات عملية لطبيعة الذهب غير المغناطيسية؟
نعم. إن خاصية Gold غير المغناطيسية تجعلها مفيدة في الإلكترونيات ، خاصة في الأجهزة الحساسة للتداخل المغناطيسي. إنها أيضًا ذات قيمة في عمليات الزرع الطبية وبعض الأدوات العلمية.
س: هل الذهب الحقيقي مغناطيسي؟
لا ، الذهب النقي ليس مغناطيسيًا أبدًا. إذا جذب العنصر الذهبي إلى المغناطيس ، فقد لا يكون الذهب الأصلي.
س: هل الذهب يلتزم بالمغناطيس؟
لا ، الذهب الأصيل لا يلتزم المغناطيس. هذا صحيح بالنسبة لجميع نقاء الذهب النقي.
س: هل 14 قيراط مغناطيسي؟
بشكل عام ، لا ينبغي أن يكون الذهب 14K مغناطيسيًا. ومع ذلك ، قد تظهر حوالي 14 ألف سبائك الذهب البيضاء التي تحتوي على النيكل خصائص مغناطيسية طفيفة.
س: هل الذهب 10K التمسك بالمغناطيس؟
لا ينبغي أن يلتزم الذهب 10K بالمغناطيس ، على الرغم من أنه يحتوي على المزيد من المعادن غير الذهب من الذهب العالي. أي جذب مغناطيسي قوي يشير إلى أن القطعة قد لا تكون حقيقية.
س: هل حلقات الذهب مغناطيسية؟
يجب ألا تكون حلقات الذهب الأصلية مغناطيسية. إذا جذب خاتم الذهب إلى مغناطيس ، فقد يكون مطليًا بالذهب أو مصنوع من مواد مختلفة.
س: هل الذهب الأبيض المغناطيسي؟
معظم الذهب الأبيض ليس مغناطيسيًا ، لكن بعض السبائك التي تحتوي على النيكل قد تظهر خصائص مغناطيسية طفيفة.
