طلا به شکل خالص مغناطیسی نیست. طبقه بندی شده به عنوان قطر ، ضعیف آهنربا را دفع می کند و نمی تواند توسط جریانهای الکتریکی مغناطیس شود. این رفتار فقط در شرایط آزمایشگاهی کنترل شده قابل مشاهده است.
با این حال ، تحقیقات اخیر خصوصیات جذاب را در نانو نشان می دهد. خوشه های ریز اتم های طلا رفتار پارامغناطیسی را نشان می دهند ، مانند آهنرباهای مینیاتوری عمل می کنند. این پدیده به دلیل چگالی اتمی طلا به طور طبیعی رخ نمی دهد. علاوه بر این ، گرما می تواند این خصوصیات مغناطیسی پنهان را تقویت کند.
در حالی که طلا در سناریوهای روزمره غیر مغناطیسی باقی می ماند ، رفتار آن در مقیاس های شدید و شرایط بینش های جالبی از ماهیت پیچیده مغناطیس در مواد ارائه می دهد.
خصوصیات مغناطیسی طلا
'is.gold.magnetic ' و 'مغناطیسی طلا است یا نه' از جمله سؤالات متداول در مورد خصوصیات طلا است. طلا (نماد AU ، شماره اتمی 79) بشریت را برای هزاره ها با رنگ زرد درخشان و خواص قابل توجه خود مجذوب خود کرده است. وقتی صحبت از مغناطیس و طلا می شود ، بسیاری از تعجب 'آیا طلا آهنربا را جذب می کند' یا 'is.gold.magnetic ' - پاسخ در ساختار اتمی منحصر به فرد آن نهفته است.
پاسخ اساسی
برای کسانی که می پرسند 'آیا طلا به آهنربا می چسبد' یا 'آیا طلا مغناطیسی بله یا خیر است ،' این جواب ساده است: طلای خالص مغناطیسی نیست. نه جذب می شود و نه جذب آهن ربا. این که آیا شما در مورد تعامل 'Magnet Gold ' تعجب می کنید یا اینکه آیا یک آهنربا طلا را انتخاب می کند ، 'درک ماهیت دیاماغناطیسی طلا برای درک رفتار آن مهم است.
توضیحات علمی از مغناطیس طلا
درک 'مغناطیس طلا' نیاز به نگاه به ساختار اتمی آن دارد. هنگامی که مردم از آنها سؤال می کنند 'آیا طلا به یک آهنربا می چسبد' یا 'آیا آهنرباها می توانند طلا را انتخاب کنند ،' جواب در پیکربندی الکترونیکی طلا است.
ساختار اتمی طلا
رفتار مغناطیسی منحصر به فرد طلا از ساختار اتمی آن ناشی می شود. با پیکربندی الکترون [XE] 4f⊃1 ؛ ⁴ 5d⊃1 ؛ ⁰ 6s⊃1 ؛ ، طلا دارای یک زیرمجموعه 5D کاملاً پر شده و یک الکترون واحد در مداری 6S است. این پیکربندی منجر به هیچ الکترونی بدون زوج نمی شود ، که به طور معمول مسئول خاصیت مغناطیسی در عناصر هستند. تعداد
| الکترونی | تعداد الکترون ها |
| 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 |
قطر در طلا
Diamagnetism ، املاک به نمایش گذاشته شده توسط Gold ، یک شکل اساسی از مغناطیس است که تمام مواد تا حدی از آن برخوردار هستند. در مواد دیاماژنتیک ، میدان های مغناطیسی تولید شده توسط حرکت الکترون مداری لغو می شوند و در نتیجه دفع بسیار ضعیف به میدان های مغناطیسی خارجی می شوند.
براساس تحقیقات منتشر شده در مجله شیمی فیزیکی C (2008) ، حساسیت مغناطیسی حجم طلا در 20 درجه سانتیگراد تقریباً 10.4 44 44 44 است که نشانگر ماهیت قطر آن است. این مقدار منفی نشان می دهد که طلای ضعیف میدان های مغناطیسی را بر خلاف جاذبه ای که در مواد فرومغناطیسی دیده می شود ، دفع می کند.
رفتار در میدان های مغناطیسی قوی
در حالی که طلا معمولاً با آهن ربا در تعامل نیست ، می تواند در شرایط شدید رفتار جالبی را نشان دهد. در سال 2014 ، محققان دانشگاه Radboud Nijmegen نشان دادند که به دلیل خاصیت دیاماگنتیک آن ، طلا را می توان در یک میدان مغناطیسی قوی قرار داد. این آزمایش نیاز به قدرت میدان مغناطیسی در حدود 16 تسلا دارد ، بسیار قوی تر از آهنرباهای خانگی معمولی (که معمولاً کمتر از 1 تسلا هستند).
عوامل مؤثر بر خصوصیات مغناطیسی طلا
خلوص طلا
خلوص طلا به طور قابل توجهی بر رفتار مغناطیسی آن تأثیر می گذارد. طلای خالص (24 کارات) خواص دیاماژنتیک خود را به طور مداوم حفظ می کند. با این حال ، Lower Karat Gold عناصر دیگری را معرفی می کند که می توانند پاسخ مغناطیسی آن را تغییر دهند.
| کارات | محتوای طلای | فلزات معمولی آلیاژ |
| 24K | 99.9 ٪ | هیچکدام (طلای خالص) |
| 22K | 91.7 ٪ | نقره ای ، مس |
| 18 کیلو | 75.0 ٪ | نقره ، مس ، روی |
| 14 کیلو | 58.3 ٪ | نقره ، مس ، روی ، نیکل |
| 10k | 41.7 ٪ | نقره ، مس ، روی ، نیکل |
آلیاژهای طلا و مغناطیس
آلیاژهای طلا ، که معمولاً در جواهرات و کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند ، بسته به ترکیب آنها می توانند خاصیت مغناطیسی متنوعی را نشان دهند. به عنوان مثال ، برخی از آلیاژهای طلای سفید حاوی نیکل ممکن است جذابیت مغناطیسی کمی نشان دهند. یک مطالعه منتشر شده در بولتن طلا (2014) نشان داد که برخی از آلیاژهای آهن طلای می توانند در دمای اتاق خاصیت فرومغناطیسی را در دمای اتاق نشان دهند که مقدار آهن از 15 درصد اتمی فراتر رود.
رفتار در مقیاس نانو
پیشرفت های اخیر در فناوری نانو خصوصیات مغناطیسی شگفت آور در نانوذرات طلا نشان داده است. یک مطالعه 2004 که در نامه های بررسی فیزیکی منتشر شده است نشان داد که نانوذرات طلای کوچکتر از 2 نانومتر قطر می توانند در دمای زیر 10 کلوین رفتار فرومغناطیسی را نشان دهند. این کشف امکانات جدیدی را برای طلا در زمینه هایی مانند ذخیره داده ها و محاسبات کوانتومی باز می کند.
آزمایش مغناطیس طلا
تست آهن ربا برای طلا
اگرچه قطعی نیست ، یک آزمایش آهنربای ساده می تواند بینش اولیه در مورد محتوای طلای یک مورد را ارائه دهد. طلای خالص نباید به آهنربا واکنش نشان دهد. با این حال ، این آزمون محدودیت هایی دارد و نباید برای احراز هویت منحصراً به آن اعتماد کرد.
تفسیر جذابیت مغناطیسی در موارد طلا
اگر یک مورد طلایی جذابیت مغناطیسی را نشان دهد ، ممکن است نشان دهد:
وجود ناخالصی های فرومغناطیسی
آبکاری طلا بر روی یک فلز پایه مغناطیسی
آلیاژ با محتوای قابل توجه غیر گلوله ای
توجه به این نکته ضروری است که برخی از آلیاژهای طلای معتبر ممکن است خاصیت مغناطیسی کمی نشان دهند ، در حالی که برخی از موارد تقلبی ممکن است غیر مغناطیسی باشند.
پیامدهای عملی
صنعت جواهرات
صنعت جواهرات از ماهیت غیر مغناطیسی طلا به طرق مختلف بهره می برد. براساس شورای جهانی طلا ، حدود 50 ٪ تقاضای جهانی طلا از جواهرات ناشی می شود. درک خصوصیات مغناطیسی آلیاژهای مختلف طلا برای کنترل کیفیت و احراز هویت در این صنعت بسیار مهم است.
تأیید طلا
تأیید طلا حرفه ای شامل چندین تکنیک است:
| روش | اصل | دقت |
| تجزیه و تحلیل XRF | اندازه گیری اشعه ایکس مشخصه | عالی |
| سنجش آتش سوزی | جداسازی شیمیایی و وزن | خیلی بلند |
| جاذبه خاص | اندازه گیری چگالی | معتاد |
| آزمایش اسیدی | مشاهده واکنش شیمیایی | معتاد |
| تست مغناطیسی | واکنش مغناطیسی | کم (مکمل) |
برنامه های کاربردی در فناوری
خصوصیات منحصر به فرد طلا ، از جمله ماهیت قطر آن ، برنامه هایی را در زمینه های مختلف فناوری پیدا کنید:
الکترونیک: ماهیت غیر مغناطیسی طلا آن را برای اجزای موجود در دستگاه های حساس به میدان مغناطیسی ایده آل می کند.
تصویربرداری پزشکی: نانوذرات طلا به عنوان عوامل کنتراست برای تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی (MRI) مورد بررسی قرار می گیرند.
محاسبات کوانتومی: خصوصیات مغناطیسی غیرمعمول نانوذرات طلا در دماهای پایین به طور بالقوه می تواند برای عملیات بیت کوانتومی (quit) استفاده شود.
پایان
خصوصیات مغناطیسی طلا یا فقدان آن ، ناشی از ساختار اتمی منحصر به فرد آن است. طبیعت قطر آن ، آن را از بسیاری از فلزات دیگر جدا می کند و به مکان ویژه آن در جواهرات ، فناوری و تحقیقات علمی کمک می کند. از آنجا که ما همچنان به کشف طلا در نانو و در شرایط شدید می پردازیم ، ممکن است جنبه های جدیدی از تعامل آن با میدان های مغناطیسی را کشف کنیم ، که به طور بالقوه در استفاده از آن در فن آوری های آینده متحول می شود.
سوالات متداول: طلا و مغناطیس
در اینجا هفت سؤال متداول در مورد خصوصیات مغناطیسی طلا ، همراه با پاسخ های واضح و مختصر ارائه شده است:
س: آیا طلای خالص مغناطیسی است؟
نه ، طلای خالص مغناطیسی نیست. این ماده به عنوان یک ماده قطر طبقه بندی می شود ، به این معنی که توسط میدان های مغناطیسی ضعیف دفع می شود.
س: آیا یک آهنربا می تواند به جواهرات طلا بچسبد؟
به طور کلی ، نه. اگر یک آهنربا به جواهرات 'طلا' شما بچسبد ، احتمالاً حاوی مقادیر قابل توجهی از فلزات دیگر است یا ممکن است اصلاً طلا نباشد.
س: چرا طلایی مغناطیسی نیست؟
طلا به دلیل ساختار اتمی مغناطیسی نیست. این الکترونهای بدون جفت در پوسته بیرونی آن ، که برای رفتار فرومغناطیسی لازم است ، ندارد.
س: آیا طلای تحت هر شرایطی می تواند مغناطیسی شود؟
بله ، در شرایط شدید. نانوذرات طلا می توانند خواص مغناطیسی را در دماهای بسیار کم (زیر 10 کلوین) یا در حضور میدان های مغناطیسی بسیار قوی نشان دهند.
س: آیا کارات طلا بر خصوصیات مغناطیسی آن تأثیر می گذارد؟
بله ، غیرمستقیم. طلای پایین کارات حاوی فلزات غیر گلوله ای بیشتری است که بسته به فلزات آلیاژ مورد استفاده ممکن است خاصیت مغناطیسی کمی را معرفی کند.
س: آیا تست آهنربا روشی قابل اعتماد برای تعیین اینکه آیا چیزی واقعی طلا است؟
نه ، کاملاً قابل اعتماد نیست. در حالی که می تواند وجود فلزات مغناطیسی را نشان دهد ، برخی از موارد طلای جعلی نیز غیر مغناطیسی هستند. باید در رابطه با سایر روشهای آزمایش استفاده شود.
س: آیا کاربردهای عملی از ماهیت غیر مغناطیسی طلا وجود دارد؟
بله خاصیت غیر مغناطیسی طلا باعث می شود که در الکترونیک به ویژه در دستگاه های حساس به تداخل مغناطیسی مفید باشد. همچنین در کاشت پزشکی و ابزارهای علمی خاص بسیار ارزشمند است.
س: آیا طلای واقعی مغناطیسی است؟
نه ، طلای خالص هرگز مغناطیسی نیست. اگر کالای طلای شما به یک آهنربا جذب شود ، ممکن است طلای اصلی نباشد.
س: آیا طلا به آهنربا می چسبد؟
نه ، طلای معتبر به آهنربا نمی چسبد. این در مورد همه خلوص های طلای خالص صادق است.
س: آیا 14 Karat Gold Magnetic است؟
به طور کلی ، طلای 14K نباید مغناطیسی باشد. با این حال ، برخی از آلیاژهای طلای سفید 14K حاوی نیکل ممکن است خاصیت مغناطیسی کمی نشان دهند.
س: آیا طلای 10K به آهنربا می چسبد؟
طلای 10K نباید به آهنربا بچسبد ، اگرچه حاوی فلزات غیر دولتی بیشتر از طلای بالاتر Karat است. هر جاذبه مغناطیسی قوی نشان می دهد که این قطعه ممکن است واقعی نباشد.
س: آیا حلقه های طلا مغناطیسی هستند؟
حلقه های طلای واقعی نباید مغناطیسی باشد. اگر حلقه طلای شما به یک آهنربا جذب می شود ، ممکن است از نظر طلای طلایی باشد یا از مواد مختلف ساخته شود.
س: آیا طلای سفید مغناطیسی است؟
بیشتر طلای سفید مغناطیسی نیست ، اما برخی از آلیاژهای حاوی نیکل ممکن است خاصیت مغناطیسی کمی نشان دهند.
