Kuld pole puhta kujuga magnetiline. Diamagnetiliseks klassifitseeritud, see tõrjub nõrgalt magneteid ja seda ei saa elektriliste voolude abil magnetiseerida. Seda käitumist on jälgitav ainult kontrollitud laboratoorsetes tingimustes.
Hiljutised uuringud näitavad aga nanomõõtmetes intrigeerivaid omadusi. Pisikesed kuldaatomite klastrid näitavad paramagneetilist käitumist, käitudes nagu miniatuursed magnetid. See nähtus ei esine loomulikult kulla aatomi tiheduse tõttu. Lisaks võib kuumus neid varjatud magnetilisi omadusi tugevdada.
Kui kuld jääb igapäevaste stsenaariumide korral mittemagnetilisteks, pakub selle käitumine äärmuslikes skaalades ja tingimustes põnevat teavet materjalide magnetismi keerukast olemusest.
Goldi magnetilised omadused
'On.gold.magnetiline ' ja 'on kuldmagnetiline või mitte ' on kõige sagedamini otsitud küsimused Goldi omaduste kohta. Kuld (sümbol Au, aatomnumber 79) on inimlikkust lummanud aastatuhandeid oma läikiva kollase tooni ja tähelepanuväärsete omadustega. Kui rääkida magnetismi ja kullast, siis paljud imestavad 'kas kuld meelitab magneti ' või 'on.gold.magnetic ' - vastus seisneb selle ainulaadses aatomstruktuuris.
Põhivastus
Neile, kes küsivad 'kas kuld kleepub magnetiks' või 'on kuldmagnetiline jah või ei, ' Siin on lihtne vastus: puhas kuld pole magnetiline. See ei meelita ega köida magnetid. Ükskõik, kas soovite imestada 'Magnet Gold ' interaktsioonide või kui ', kas magnet korjab kulda, ' Goldi diamagnetilise olemuse mõistmine on selle käitumise mõistmiseks võti.
Goldi magnetilisuse teaduslik seletus
'Kullamagnetismi' mõistmine nõuab selle aatomstruktuuri vaatamist. Kui inimesed küsivad 'Kas kuld kleepub magnet' või '' võib magnetid kulda korjata, 'Vastus peitub Goldi elektroonilises konfiguratsioonis.
Kulla aatomstruktuur
Goldi ainulaadne magnetiline käitumine tuleneb selle aatomstruktuurist. Elektroni konfiguratsiooniga [xe] 4f⊃1; ⁴ 5d⊃1; ⁰ 6s⊃1;, on kuld täielikult täidetud 5D alamkell ja üks elektron 6S orbiilis. Selle konfiguratsiooni tulemuseks poleta elektrone, mis tavaliselt vastutavad elementide magnetiliste omaduste eest.
| Elektronide arv | elektronide arv |
| 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 |
Diamagnetism kullas
Diamagnetism, kuld eksponeeritud omand, on magnetismi põhivorm, mis on mingil määral olemas. Diamagnetilistes materjalides tühistavad Orbital Electroni liikumise tekitatud magnetväljad, mille tulemuseks on väliste magnetväljade väga nõrk tõrjumine.
Ajakirjas Journal of Physical Chemistry C (2008) avaldatud uuringute kohaselt on Goldi mahu magnetiline tundlikkus 20 ° C juures umbes -3,44 × 10⁻⁵, mis näitab selle diamagnetilist olemust. See negatiivne väärtus tähendab, et kuld tõrjub nõrgalt magnetvälju, vastupidiselt ferromagnetilistest materjalidest täheldatud külgetõmbega.
Käitumine tugevates magnetväljades
Kuigi kuld ei suhtle tavaliselt magnetitega, võib see ekstreemsetes tingimustes huvitavat käitumist esineda. 2014. aastal näitasid Nijmegen Radboudi ülikooli teadlased, et kulda saab selle diamagnetiliste omaduste tõttu tugevas magnetväljaks levitada. See katse nõudis magnetvälja tugevust umbes 16 Teslat, mis on palju tugevam kui tüüpilised majapidamismagnetid (mis on tavaliselt alla 1 Tesla).
Goldi magnetilisi omadusi mõjutavad tegurid
Kulla puhtus
Kulla puhtus mõjutab selle magnetkäitumist märkimisväärselt. Puhas kuld (24 karat) säilitab oma diamagnetilisi omadusi järjekindlalt. Alam -Karat kuld tutvustab aga muid elemente, mis võivad muuta selle magnetilist vastust.
| Karat | kuldsisu Tüüpilised | legeerivad metallid |
| 24k | 99,9% | Puudub (puhas kuld) |
| 22k | 91,7% | Hõbe, vask |
| 18k | 75,0% | Hõbe, vask, tsink |
| 14k | 58,3% | Hõbe, vask, tsink, nikkel |
| 10k | 41,7% | Hõbe, vask, tsink, nikkel |
Kullasulamid ja magnetism
Kuldsulamid, mida tavaliselt kasutatakse ehetes ja tööstuslikes rakendustes, võivad sõltuvalt nende koostisest erinevad magnetilised omadused. Näiteks võivad mõned niklit sisaldavad valged kuldsulamid näidata kerget magnetilist külgetõmmet. Ajakirjas The Gold Bulletin (2014) avaldatud uuringus leiti, et teatud kuldraua sulamid võivad toatemperatuuril ferromagnetilisi omadusi avaldada, kui rauasisaldus ületab 15 aatomprotsenti.
Nanoskaala käitumine
Viimased edusammud nanotehnoloogias on näidanud kulla nanoosakeste üllatavaid magnetilisi omadusi. Füüsilises ülevaatekirjas avaldatud 2004. aasta uuring näitas, et kuldneoosakesed, mis on väiksemad kui 2 nanomeetrit läbimõõduga, võivad temperatuuridel ferromagnetilist käitumist temperatuuril alla 10 Kelvini. See avastus avab uued võimalused kuldseteks valdkondades nagu andmesalvestus ja kvantarvutus.
Kulla magnetismi testimine
Magnetsti test kulla jaoks
Ehkki see pole lõplik, võib lihtne magnettest anda esialgse ülevaate eseme kuldsisu kohta. Puhas kuld ei tohiks magnetile reageerida. Sellel testil on siiski piiranguid ja seda ei tohiks loota ainult autentimiseks.
Magnetilise külgetõmbe tõlgendamine kuldsetes esemetes
Kui kuldne ese näitab magnetilist külgetõmmet, võib see näidata:
Ferromagnetiliste lisandite olemasolu
Kullaplaatimine üle magnetilise mitteväärismetalli
Olulise mitte-Goldi sisuga sulam
On ülioluline märkida, et mõned autentsed kuldsulamid võivad näidata kergeid magnetilisi omadusi, samas kui mõned võltsitud esemed võivad olla mittemagnetilised.
Praktilised mõjud
Ehtetööstus
Ehtetööstus kasutab Goldi mittemagnetilist olemust mitmel viisil. Maailma kuldnõukogu andmetel pärineb umbes 50% globaalsest kuldnõudlusest ehetest. Erinevate kuldsulamite magnetiliste omaduste mõistmine on selle tööstuse kvaliteedikontrolli ja autentimise jaoks ülioluline.
Kulla kontrollimine
Professionaalne kulla kontrollimine hõlmab mitut tehnikat:
| meetodi | põhimõte | täpsus |
| XRF -analüüs | Mõõdab iseloomulikke röntgenikiirte | Kõrge |
| Tulekahju test | Keemiline eraldamine ja kaalumine | Väga kõrge |
| Spetsiifiline gravitatsioon | Tiheduse mõõtmine | Mõõdukas |
| Happeliste testimine | Keemilise reaktsiooni vaatlus | Mõõdukas |
| Magnetiline testimine | Magnetreaktsioon | Madal (täiendav) |
Rakendused tehnoloogias
Goldi ainulaadsed omadused, sealhulgas selle diamagnetiline olemus, leiavad rakendusi erinevates tehnoloogilistes valdkondades:
Elektroonika: Goldi mittemagnetiline olemus muudab selle ideaalseks komponentide jaoks magnetvälja tundlikes seadmetes.
Meditsiiniline kuvamine: kulla nanoosakesi uuritakse kontrastainetena magnetresonantstomograafia (MRI) korral.
Kvantalmetöötlus: Kulla nanoosakeste ebaharilikke magnetilisi omadusi madalatel temperatuuridel võiks potentsiaalselt kasutada kvantbiti (qubit) toimingute jaoks.
Järeldus
Goldi magnetilised omadused ehk selle puudumine tulenevad selle ainulaadsest aatomstruktuurist. Selle diamagnetiline olemus eristab seda paljudest teistest metallidest, aidates oma erilisele kohta ehete, tehnoloogia ja teadusuuringute alal. Kuna jätkame nanomõõtmetes ja äärmuslikes tingimustes kulla uurimist, võime avastada selle interaktsiooni uued tahud magnetväljadega, muutes selle kasutamise tulevastes tehnoloogiates.
Korduma kippuvad küsimused: kuld ja magnetism
Siin on seitse üldkasutatavat küsimust Goldi magnetiliste omaduste kohta koos selgete ja lühikese vastustega:
K: Kas puhas kuldmagnetiline?
Ei, puhas kuld pole magnetiline. See klassifitseeritakse diamagnetiliseks materjaliks, mis tähendab, et seda tõrjuvad nõrgalt magnetväljad.
K: Kas magnet võib kleepida kuldsed ehted?
Üldiselt ei. Kui magnet kleepub teie 'Gold ' ehete külge, sisaldab see tõenäoliselt märkimisväärses koguses muid metalle või ei pruugi see üldse kuld olla.
K: Miks pole kuldmagnetiline?
Kuld ei ole aatomstruktuuri tõttu magnetiline. Selle väliskoores pole paarimata elektrone, mis on vajalikud ferromagnetiliseks käitumiseks.
K: Kas kuld võib mingil juhul muutuda magnetiliseks?
Jah, äärmuslikes tingimustes. Kulla nanoosakestel võib olla magnetilisi omadusi väga madalatel temperatuuridel (alla 10 Kelvin) või äärmiselt tugevate magnetväljade juuresolekul.
K: Kas kulla karat mõjutab selle magnetilisi omadusi?
Jah, kaudselt. Alam-Karat kuld sisaldab rohkem mitte-kuldseid metalle, mis võivad sõltuvalt kasutatavatest legeerivatest metallidest tuua kergeid magnetilisi omadusi.
K: Kas magneti test on usaldusväärne viis kindlaks teha, kas midagi on päris kuld?
Ei, see pole täiesti usaldusväärne. Ehkki see võib näidata magnetiliste metallide olemasolu, on mõned võlts kuldsed esemed ka mittemagnetilised. Seda tuleks kasutada koos teiste testimismeetoditega.
K: Kas Goldi mittemagnetilise olemusega praktilisi rakendusi on?
Jah. Goldi mittemagnetiline omadus muudab selle kasulikuks elektroonikas, eriti magnetiliste häirete suhtes tundlike seadmete osas. See on väärtuslik ka meditsiinilistes implantaatides ja teatud teadusinstrumentides.
K: Kas tõeline kuldmagnetiline?
Ei, puhas kuld pole kunagi magnetiline. Kui teie kuldne ese köidab magneti, ei pruugi see olla ehtne kuld.
K: Kas kuld kleepub magnetitele?
Ei, autentne kuld ei kleepu magnetitesse. See kehtib kõigi puhta kulla puhtuse kohta.
K: Kas 14 karati kuldmagnet on?
Üldiselt ei tohiks 14K kuld olla magnetiline. Niklit sisaldavatel 14K valgest kuldsulamitest võivad aga näidata kergeid magnetilisi omadusi.
K: Kas 10K kuld kleebib magnetile?
10K kuld ei tohiks kleepuda magneti juurde, ehkki see sisaldab rohkem mitte-kuldseid metalle kui kõrgem karat kuld. Iga tugev magnetiline atraktsioon viitab sellele, et tükk ei pruugi olla ehtne.
K: Kas kuldrõngad on magnetilised?
Ehtsad kuldrõngad ei tohiks olla magnetilised. Kui teie kuldne rõngas köidab magneti, võib see olla kullatud või valmistatud erinevatest materjalidest.
K: Kas valge kuld magnetiline?
Enamik valget kulda ei ole magnetilised, kuid mõned niklit sisaldavad sulamid võivad näidata kergeid magnetilisi omadusi.
