Ο χρυσός δεν είναι μαγνητικός στην καθαρή του μορφή. Κατατάσσεται ως διαμαγνητική, απωθεί ασθενώς τους μαγνήτες και δεν μπορεί να μαγνητοποιηθεί με ηλεκτρικά ρεύματα. Αυτή η συμπεριφορά παρατηρείται μόνο υπό ελεγχόμενες εργαστηριακές συνθήκες.
Ωστόσο, πρόσφατες έρευνες αποκαλύπτουν ενδιαφέρουσες ιδιότητες στη νανοκλίμακα. Τα μικροσκοπικά συστάδες των χρυσών ατόμων παρουσιάζουν παραμαγνητική συμπεριφορά, ενεργώντας σαν μικροσκοπικούς μαγνήτες. Αυτό το φαινόμενο δεν συμβαίνει φυσικά λόγω της ατομικής πυκνότητας του χρυσού. Επιπλέον, η θερμότητα μπορεί να ενισχύσει αυτές τις κρυμμένες μαγνητικές ιδιότητες.
Ενώ ο χρυσός παραμένει μη μαγνητικός σε καθημερινά σενάρια, η συμπεριφορά του σε ακραίες κλίμακες και συνθήκες προσφέρει συναρπαστικές γνώσεις για τη σύνθετη φύση του μαγνητισμού στα υλικά.
Οι μαγνητικές ιδιότητες του χρυσού
'Is.gold.magnetic ' και 'είναι χρυσό μαγνητικό ή όχι ' είναι από τις πιο συχνά αναζητημένες ερωτήσεις σχετικά με τις ιδιότητες του χρυσού. Ο χρυσός (σύμβολο AU, ατομικός αριθμός 79) έχει γοητεύσει την ανθρωπότητα για χιλιετίες με την λαμπερή κίτρινη απόχρωση και τις αξιοσημείωτες ιδιότητες. Όταν πρόκειται για μαγνητισμό και χρυσό, πολλά θαύμα 'Ο χρυσός προσελκύει μαγνήτη ' ή 'is.gold.magnetic ' - η απάντηση έγκειται στη μοναδική του ατομική δομή.
Βασική απάντηση
Για όσους ζητούν το 'χρυσό κολλάει σε μαγνήτες ' ή 'είναι χρυσό μαγνητικό ναι ή όχι, ' Εδώ είναι η απλή απάντηση: Ο καθαρός χρυσός δεν είναι μαγνητικός. Δεν προσελκύει ούτε προσελκύεται από μαγνήτες. Είτε αναρωτιέστε για 'Magnet Gold ' αλληλεπιδράσεις ή αν 'θα πάρει ένα μαγνήτη να πάρει χρυσό, ' κατανόηση της διαμαγνητικής φύσης του χρυσού είναι το κλειδί για την κατανόηση της συμπεριφοράς του.
Επιστημονική εξήγηση του μαγνητισμού του χρυσού
Η κατανόηση 'Gold Magnetism ' απαιτεί την εξέταση της ατομικής δομής του. Όταν οι άνθρωποι ρωτούν 'θα κολλήσει ο χρυσός σε ένα μαγνήτη ' ή 'Can Magnets να πάρει χρυσό, ' Η απάντηση βρίσκεται στην ηλεκτρονική διαμόρφωση του Gold.
Ατομική δομή χρυσού
Η μοναδική μαγνητική συμπεριφορά του χρυσού προέρχεται από την ατομική δομή του. Με μια διαμόρφωση ηλεκτρονίων του [XE] 4F⊃1; ⁴ 5d⊃1; ⁰ 6S⊃1, ο χρυσός έχει ένα πλήρως γεμάτο 5d υπο -σχηματισμό και ένα μόνο ηλεκτρόνιο στο τροχιακό 6s. Αυτή η διαμόρφωση δεν έχει ως αποτέλεσμα μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια, τα οποία συνήθως είναι υπεύθυνα για μαγνητικές ιδιότητες σε στοιχεία.
| ηλεκτρονίων | Αριθμός ηλεκτρονίων |
| K (1S) | 2 |
| L (2S, 2P) | 8 |
| M (3S, 3P, 3D) | 18 |
| N (4s, 4p, 4d, 4f) | 32 |
| O (5s, 5p, 5d) | 18 |
| P (6s) | 1 |
Διαμαγνητισμός σε χρυσό
Ο διαμαγνητισμός, το ακίνητο που εκδηλώνεται από το χρυσό, είναι μια θεμελιώδης μορφή μαγνητισμού που όλα τα υλικά διαθέτουν σε κάποιο βαθμό. Στα διαμαγνητικά υλικά, τα μαγνητικά πεδία που παράγονται από την κίνηση των τροχιακών ηλεκτρονίων ακυρώνουν, με αποτέλεσμα μια πολύ αδύναμη απόρριψη σε εξωτερικά μαγνητικά πεδία.
Σύμφωνα με την έρευνα που δημοσιεύθηκε στο Journal of Physical Chemistry C (2008), η μαγνητική ευαισθησία του όγκου του χρυσού στους 20 ° C είναι περίπου -3,44 × 10⁻⁵, υποδεικνύοντας τη διαμαγνητική του φύση. Αυτή η αρνητική τιμή σημαίνει ότι ο χρυσός απωθεί ασθενώς τα μαγνητικά πεδία, σε αντίθεση με την έλξη που παρατηρείται στα σιδηρομαγνητικά υλικά.
Συμπεριφορά σε ισχυρά μαγνητικά πεδία
Ενώ ο χρυσός δεν αλληλεπιδρά με μαγνήτες, μπορεί να παρουσιάζει ενδιαφέρουσα συμπεριφορά υπό ακραίες συνθήκες. Το 2014, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Radboud Nijmegen απέδειξαν ότι ο χρυσός μπορεί να λεηλατηθεί σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο λόγω των διαμαγνητικών του ιδιοτήτων. Αυτό το πείραμα απαιτούσε αντοχή μαγνητικού πεδίου περίπου 16 Tesla, πολύ ισχυρότερη από τους τυπικούς μαγνήτες οικιακής χρήσης (που είναι συνήθως μικρότερο από 1 Tesla).
Παράγοντες που επηρεάζουν τις μαγνητικές ιδιότητες του Gold
Καθαρότητα χρυσού
Η καθαρότητα του χρυσού επηρεάζει σημαντικά τη μαγνητική του συμπεριφορά. Το Pure Gold (24 Karat) διατηρεί τις διαμαγνητικές του ιδιότητες με συνέπεια. Ωστόσο, το Lower Karat Gold εισάγει άλλα στοιχεία που μπορούν να μεταβάλουν τη μαγνητική του απόκριση.
| Karat | Gold Content | Τυπικά κράμα μέταλλα |
| 24K | 99,9% | Κανένας (καθαρός χρυσός) |
| 22K | 91,7% | Ασημένιος, χαλκός |
| 18K | 75,0% | Ασημί, χαλκός, ψευδάργυρος |
| 14K | 58,3% | Ασημί, χαλκός, ψευδάργυρος, νικέλιο |
| 10K | 41,7% | Ασημί, χαλκός, ψευδάργυρος, νικέλιο |
Κράματα χρυσού και μαγνητισμός
Τα κράματα χρυσού, που χρησιμοποιούνται συνήθως σε κοσμήματα και βιομηχανικές εφαρμογές, μπορούν να παρουσιάζουν ποικίλες μαγνητικές ιδιότητες ανάλογα με τη σύνθεσή τους. Για παράδειγμα, μερικά λευκά κράματα χρυσού που περιέχουν νικέλιο μπορεί να εμφανίζουν ελαφρά μαγνητική έλξη. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Gold Bulletin (2014) διαπίστωσε ότι ορισμένα κράματα χρυσού-σιδήρου μπορούν να παρουσιάσουν σιδηρομαγνητικές ιδιότητες σε θερμοκρασία δωματίου όταν η περιεκτικότητα σε σίδηρο υπερβαίνει το 15 ατομικό τοις εκατό.
Συμπεριφορά νανο-κλίμακας
Οι πρόσφατες εξελίξεις στη νανοτεχνολογία αποκάλυψαν εκπληκτικές μαγνητικές ιδιότητες σε νανοσωματίδια χρυσού. Μια μελέτη του 2004 που δημοσιεύθηκε σε επιστολές φυσικής ανασκόπησης έδειξε ότι τα νανοσωματίδια χρυσού μικρότερα από 2 νανόμετρα σε διάμετρο μπορεί να παρουσιάσουν σιδηρομαγνητική συμπεριφορά σε θερμοκρασίες κάτω από 10 Kelvin. Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει νέες δυνατότητες για χρυσό σε τομείς όπως η αποθήκευση δεδομένων και η κβαντική υπολογιστική.
Δοκιμή μαγνητισμού του χρυσού
Δοκιμή μαγνήτη για χρυσό
Αν και δεν είναι οριστική, μια απλή δοκιμή μαγνήτη μπορεί να παρέχει αρχικές γνώσεις στο χρυσό περιεχόμενο ενός αντικειμένου. Ο καθαρός χρυσός δεν πρέπει να αντιδρά σε μαγνήτη. Ωστόσο, αυτή η δοκιμή έχει περιορισμούς και δεν πρέπει να βασίζεται αποκλειστικά στον έλεγχο ταυτότητας.
Ερμηνεία μαγνητικής έλξης σε χρυσά αντικείμενα
Εάν ένα χρυσό στοιχείο εμφανίζει μαγνητική έλξη, μπορεί να υποδηλώνει:
Παρουσία σιδηρομαγνητικών ακαθαρσιών
Χρυσό επιμετάλλωση πάνω από ένα μαγνητικό βασικό μέταλλο
Ένα κράμα με σημαντικό περιεχόμενο μη χρυσού
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ορισμένα αυθεντικά κράματα χρυσού μπορεί να εμφανίζουν ελαφρές μαγνητικές ιδιότητες, ενώ ορισμένα πλαστά αντικείμενα μπορεί να είναι μη μαγνητικά.
Πρακτικές συνέπειες
Βιομηχανία κοσμημάτων
Η βιομηχανία κοσμημάτων αξιοποιεί τη μη μαγνητική φύση του Gold με διάφορους τρόπους. Σύμφωνα με το Παγκόσμιο Συμβούλιο Χρυσού, περίπου το 50% της παγκόσμιας ζήτησης χρυσού προέρχεται από κοσμήματα. Η κατανόηση των μαγνητικών ιδιοτήτων των διαφορετικών κραμάτων χρυσού είναι ζωτικής σημασίας για τον έλεγχο και τον έλεγχο ταυτότητας ποιότητας σε αυτόν τον κλάδο.
Επαλήθευση χρυσού
Επαγγελματική επαλήθευση χρυσού περιλαμβάνει πολλαπλές τεχνικές:
| μεθόδου | αρχής | ακρίβεια |
| Ανάλυση XRF | Μετρά τις χαρακτηριστικές ακτίνες Χ | Ψηλά |
| Δοκιμασία πυρκαγιάς | Χημικός διαχωρισμός και ζύγιση | Πολύ ψηλά |
| Ειδική βαρύτητα | Μέτρηση πυκνότητας | Μέτριος |
| Οξύ δοκιμή | Παρατήρηση χημικής αντίδρασης | Μέτριος |
| Μαγνητικό έλεγχο | Μαγνητική απόκριση | Χαμηλή (συμπληρωματική) |
Εφαρμογές στην τεχνολογία
Οι μοναδικές ιδιότητες του χρυσού, συμπεριλαμβανομένης της διαμαγνητικής φύσης του, βρίσκουν εφαρμογές σε διάφορους τεχνολογικούς τομείς:
Ηλεκτρονικά: Η μη μαγνητική φύση του χρυσού καθιστά ιδανικό για εξαρτήματα σε συσκευές ευαίσθητου στον μαγνητικό πεδίο.
Ιατρική απεικόνιση: Τα νανοσωματίδια χρυσού διερευνώνται ως παράγοντες αντίθεσης για απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI).
Quantum Computing: Οι ασυνήθιστες μαγνητικές ιδιότητες των νανοσωματιδίων χρυσού σε χαμηλές θερμοκρασίες θα μπορούσαν ενδεχομένως να αξιοποιηθούν για εργασίες κβαντικού bit (qubit).
Σύναψη
Οι μαγνητικές ιδιότητες του χρυσού ή η έλλειψη αυτών προέρχονται από τη μοναδική του ατομική δομή. Η διαμαγνητική του φύση το ξεχωρίζει από πολλά άλλα μέταλλα, συμβάλλοντας στην ιδιαίτερη θέση της σε κοσμήματα, τεχνολογία και επιστημονική έρευνα. Καθώς συνεχίζουμε να εξερευνούμε το χρυσό στη νανοκλίμακα και σε ακραίες συνθήκες, μπορούμε να αποκαλύψουμε νέες πτυχές της αλληλεπίδρασής του με μαγνητικά πεδία, ενδεχομένως επανάσταση στη χρήση του σε μελλοντικές τεχνολογίες.
Συχνές ερωτήσεις: Χρυσός και μαγνητισμός
Ακολουθούν επτά κοινές ερωτήσεις σχετικά με τις μαγνητικές ιδιότητες του Gold, μαζί με σαφείς και συνοπτικές απαντήσεις:
Ε: Είναι καθαρό χρυσό μαγνητικό;
Όχι, ο καθαρός χρυσός δεν είναι μαγνητικός. Είναι ταξινομημένο ως διαμαγνητικό υλικό, που σημαίνει ότι είναι ασθενώς απωθημένο από μαγνητικά πεδία.
Ε: Μπορεί ένας μαγνήτης να κολλήσει σε χρυσά κοσμήματα;
Γενικά, όχι. Εάν ένας μαγνήτης κολλάει στο 'χρυσό ' κοσμήματά σας, πιθανότατα περιέχει σημαντικές ποσότητες άλλων μετάλλων ή δεν μπορεί να είναι χρυσό καθόλου.
Ε: Γιατί δεν είναι χρυσό μαγνητικό;
Ο χρυσός δεν είναι μαγνητικός λόγω της ατομικής δομής του. Δεν έχει μη ζευγαρωμένα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό κέλυφος του, τα οποία είναι απαραίτητα για τη σιδηρομαγνητική συμπεριφορά.
Ε: Μπορεί ο χρυσός να γίνει μαγνητικός υπό οποιεσδήποτε συνθήκες;
Ναι, υπό ακραίες συνθήκες. Τα νανοσωματίδια χρυσού μπορούν να εμφανίζουν μαγνητικές ιδιότητες σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω από 10 kelvin) ή παρουσία εξαιρετικά ισχυρών μαγνητικών πεδίων.
Ε: Το καράτι του χρυσού επηρεάζει τις μαγνητικές του ιδιότητες;
Ναι, έμμεσα. Το Lower Karat Gold περιέχει περισσότερα μη χρυσά μέταλλα, τα οποία μπορεί να εισαγάγουν ελαφρές μαγνητικές ιδιότητες ανάλογα με τα χρησιμοποιούμενα μέταλλα που χρησιμοποιούνται.
Ε: Είναι η δοκιμή μαγνήτη ένας αξιόπιστος τρόπος για να διαπιστωθεί αν κάτι είναι πραγματικό χρυσό;
Όχι, δεν είναι απολύτως αξιόπιστο. Ενώ μπορεί να υποδεικνύει την παρουσία μαγνητικών μετάλλων, μερικά ψεύτικα χρυσά αντικείμενα είναι επίσης μη μαγνητικά. Θα πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους δοκιμών.
Ε: Υπάρχουν πρακτικές εφαρμογές της μη μαγνητικής φύσης του χρυσού;
Ναί. Η μη μαγνητική ιδιότητα του Gold το καθιστά χρήσιμο στα ηλεκτρονικά, ειδικά σε συσκευές ευαίσθητες σε μαγνητικές παρεμβολές. Είναι επίσης πολύτιμο σε ιατρικά εμφυτεύματα και ορισμένα επιστημονικά μέσα.
Ε: Είναι το πραγματικό χρυσό μαγνητικό;
Όχι, ο καθαρός χρυσός δεν είναι ποτέ μαγνητικός. Εάν το χρυσό αντικείμενο σας προσελκύει έναν μαγνήτη, ίσως να μην είναι γνήσιο χρυσό.
Ε: Το χρυσό κολλάει σε μαγνήτες;
Όχι, ο αυθεντικός χρυσός δεν κολλάει σε μαγνήτες. Αυτό ισχύει για όλες τις καθαρότητες του καθαρού χρυσού.
Ε: Είναι 14 καρατίες χρυσό μαγνητικό;
Γενικά, ο χρυσός 14Κ δεν πρέπει να είναι μαγνητικός. Ωστόσο, περίπου 14Κ κράματα λευκού χρυσού που περιέχουν νικέλιο μπορεί να εμφανίζουν ελαφρές μαγνητικές ιδιότητες.
Ε: Το 10K χρυσό κολλάει σε μαγνήτη;
Το 10K χρυσό δεν πρέπει να κολλήσει σε έναν μαγνήτη, αν και περιέχει περισσότερα μη χρυσά μέταλλα από το υψηλότερο χρυσό Karat. Οποιαδήποτε ισχυρή μαγνητική έλξη υποδηλώνει ότι το κομμάτι μπορεί να μην είναι γνήσιο.
Ε: Τα χρυσά δαχτυλίδια είναι μαγνητικά;
Τα γνήσια χρυσά δαχτυλίδια δεν πρέπει να είναι μαγνητικά. Εάν το χρυσό δαχτυλίδι σας προσελκύει έναν μαγνήτη, μπορεί να είναι επιχρυσωμένο ή κατασκευασμένο από διαφορετικά υλικά.
Ε: Είναι μαγνητικό λευκό χρυσό;
Ο περισσότερος λευκός χρυσός δεν είναι μαγνητικός, αλλά μερικά κράματα που περιέχουν νικέλιο μπορεί να παρουσιάζουν ελαφρές μαγνητικές ιδιότητες.
