זהב אינו מגנטי בצורתו הטהורה. הוא מסווג כמדוד, הוא דוחה באופן חלש מגנטים ולא ניתן למגנט על ידי זרמים חשמליים. התנהגות זו ניתנת לצפייה רק בתנאי מעבדה מבוקרים.
עם זאת, מחקרים עדכניים חושפים נכסים מסקרנים בננו -סולם. אשכולות זעירים של אטומי זהב מראים התנהגות פרמגנטית, פועלים כמו מגנטים מיניאטוריים. תופעה זו אינה מתרחשת באופן טבעי בגלל הצפיפות האטומית של הזהב. בנוסף, חום יכול לשפר את התכונות המגנטיות הנסתרות הללו.
בעוד שמזהב נשאר לא מגנטי בתרחישים יומיומיים, התנהגותו בקנה מידה ותנאים קיצוניים מציעה תובנות מרתקות לגבי האופי המורכב של המגנטיות בחומרים.
התכונות המגנטיות של הזהב
'Is.gold.magnetic ' ו- 'הוא מגנטי זהב או לא ' הם בין השאלות הנפוצות ביותר על תכונותיו של זהב. זהב (סמל au, אטומי מספר 79) ריתק את האנושות לאלפי שנים עם הגוון הצהוב הזוהר והתכונות המדהימות שלה. כשמדובר במגנטיות וזהב, פלאים רבים 'האם זהב מושך מגנט ' או 'is.gold.magnetic ' - התשובה נעוצה במבנה האטומי הייחודי שלה.
תשובה בסיסית
למי ששואל 'האם זהב נדבק למגנטים ' או 'הוא זהב מגנטי כן או לא, ' הנה התשובה הפשוטה: זהב טהור אינו מגנטי. זה לא מושך אליו ולא נמשך למגנטים. בין אם אתה תוהה לגבי 'מגנט זהב ' אינטראקציות או אם 'האם מגנט יאסוף זהב, ' הבנת האופי הדאגנטית של גולד היא המפתח להבנת התנהגותו.
הסבר מדעי על המגנטיות של הזהב
הבנת 'מגנטיות זהב ' דורשת התבוננות במבנה האטומי שלו. כשאנשים ישאלו 'האם זהב ידבק למגנט ' או 'יכולים למגנטים להרים זהב, ' התשובה נעוצה בתצורה האלקטרונית של הזהב.
מבנה אטומי של זהב
ההתנהגות המגנטית הייחודית של הזהב נובעת מהמבנה האטומי שלה. עם תצורת אלקטרונים של [XE] 4F⊃1; ⁴ 5D⊃1; ⁰ 6S⊃1;, לזהב יש מעטפת 5D מלאה לחלוטין ואלקטרון יחיד במסלול ה- 6S. תצורה זו לא מביאה לאלקטרונים לא מותאמים, שאחראים בדרך כלל לתכונות מגנטיות באלמנטים.
| מעטפת האלקטרונים | מספר האלקטרונים |
| 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 |
דיאמגנטיזם בזהב
דיאמגנטיזם, הנכס המוצג על ידי זהב, הוא צורה בסיסית של מגנטיות שיש לכל החומרים במידה מסוימת. בחומרים דימגנטיים, השדות המגנטיים המיוצרים על ידי תנועת אלקטרונים מסלולית מבטלים, וכתוצאה מכך דחייה חלשה מאוד לשדות מגנטיים חיצוניים.
על פי מחקרים שפורסמו בכתב העת Journal of Physical Chemistry C (2008), הרגישות המגנטית של הנפח של הזהב ב 20 מעלות צלזיוס היא בערך -3.44 × 10⁻⁵, מה שמצביע על אופיו הדיאגטי. ערך שלילי זה מסמל כי זהב דוחה חלש שדות מגנטיים, בניגוד לאטרקציה שנראית בחומרים פרומגנטיים.
התנהגות בשדות מגנטיים חזקים
אמנם זהב אינו מתקשר בדרך כלל עם מגנטים, אך הוא יכול להציג התנהגות מעניינת בתנאים קיצוניים. בשנת 2014, החוקרים מאוניברסיטת Radboud Nijmegen הדגימו כי ניתן לטרוף את זהב בשדה מגנטי חזק בגלל תכונותיו הדאוגנטיות. ניסוי זה דרש חוזק שדה מגנטי של בערך 16 טסלה, חזק בהרבה ממגנטים ביתיים טיפוסיים (שהם בדרך כלל פחות מ- 1 טסלה).
גורמים המשפיעים על התכונות המגנטיות של הזהב
טוהר הזהב
טוהר הזהב משפיע באופן משמעותי על התנהגותו המגנטית. זהב טהור (24 קראט) שומר על תכונותיו הדימגנטיות בעקביות. עם זאת, זהב קראט תחתון מציג אלמנטים אחרים שיכולים לשנות את תגובתו המגנטית.
| מתכות | תוכן זהב קראט | סגסוגת טיפוסיות |
| 24K | 99.9% | אף אחד (זהב טהור) |
| 22K | 91.7% | כסף, נחושת |
| 18K | 75.0% | כסף, נחושת, אבץ |
| 14K | 58.3% | כסף, נחושת, אבץ, ניקל |
| 10K | 41.7% | כסף, נחושת, אבץ, ניקל |
סגסוגות זהב ומגנטיות
סגסוגות זהב, הנפוצות ביישומי תכשיטים ותעשייה, יכולות להציג תכונות מגנטיות מגוונות בהתאם להרכבן. לדוגמה, כמה סגסוגות זהב לבנות המכילות ניקל עשויות להראות משיכה מגנטית קלה. מחקר שפורסם בעלון הזהב (2014) מצא כי סגסוגות ברזל זהב מסוימות יכולות להציג תכונות פרומגנטיות בטמפרטורת החדר כאשר תכולת הברזל עולה על 15 אחוז אטומי.
התנהגות בקנה מידה ננו
ההתקדמות האחרונה בננו -טכנולוגיה חשפה תכונות מגנטיות מפתיעות אצל חלקיקי זהב. מחקר משנת 2004 שפורסם במכתבי ביקורת פיזית הוכיח כי חלקיקי זהב קטנים משני ננומטר בקוטר יכולים להציג התנהגות פרומגנטית בטמפרטורות מתחת ל -10 קלווין. תגלית זו פותחת אפשרויות חדשות לזהב בשדות כמו אחסון נתונים ומחשוב קוונטי.
בדיקת המגנטיות של הזהב
מבחן מגנט לזהב
אמנם לא סופי, מבחן מגנט פשוט יכול לספק תובנות ראשוניות על תוכן הזהב של פריט. זהב טהור לא צריך להגיב למגנט. עם זאת, לבדיקה זו יש מגבלות ואין להסתמך עליו באופן בלעדי לאימות.
פירוש משיכה מגנטית בפריטי זהב
אם פריט זהב מראה משיכה מגנטית, הוא עשוי להצביע:
נוכחות של זיהומים פרומגנטיים
ציפוי זהב מעל מתכת בסיס מגנטית
סגסוגת עם תוכן משמעותי שאינו זהב
חיוני לציין כי כמה סגסוגות זהב אותנטיות עשויות להראות תכונות מגנטיות קלות, בעוד שחלק מהפריטים המזויפים עשויים להיות לא מגנטיים.
השלכות מעשיות
תעשיית תכשיטים
ענף התכשיטים ממנף את אופיו הלא-מגנטי של גולד בדרכים שונות. על פי נתוני מועצת הזהב העולמית, כ- 50% מהביקוש הזהב העולמי מגיע מתכשיטים. הבנת התכונות המגנטיות של סגסוגות זהב שונות היא קריטית לבקרת איכות ואימות בענף זה.
אימות זהב
אימות זהב מקצועי כולל טכניקות מרובות:
| דיוק | עקרון | השיטה |
| ניתוח XRF | מודד צילומי רנטגן אופייניים | גָבוֹהַ |
| Assay Fire | הפרדה ושקילה כימית | גבוה מאוד |
| כוח משיכה ספציפי | מדידת צפיפות | לְמַתֵן |
| בדיקת חומצה | תצפית על תגובה כימית | לְמַתֵן |
| בדיקות מגנטיות | תגובה מגנטית | נמוך (משלים) |
יישומים בטכנולוגיה
המאפיינים הייחודיים של הזהב, כולל אופיו היהלי, מוצאים יישומים בתחומים טכנולוגיים שונים:
אלקטרוניקה: האופי הלא-מגנטי של הזהב הופך אותו לאידיאלי לרכיבים במכשירים רגישים לשדה מגנטי.
הדמיה רפואית: חלקיקי זהב נחקרים כסוכני ניגודיות להדמיית תהודה מגנטית (MRI).
מחשוב קוונטי: ניתן לרתום את התכונות המגנטיות הלא שגרתיות של חלקיקי ננו -זהב בטמפרטורות נמוכות.
מַסְקָנָה
התכונות המגנטיות של הזהב, או היעדרן, נובעות מהמבנה האטומי הייחודי שלו. אופיו הדאגגנטי מבדיל אותו מתכות רבות אחרות, ותורמות למקומה המיוחד בתכשיטים, טכנולוגיה ומחקר מדעי. כאשר אנו ממשיכים לחקור זהב בננו -סולם ובתנאים קיצוניים, אנו עשויים לחשוף היבטים חדשים של האינטראקציה שלו עם שדות מגנטיים, מה שעשוי לחולל את השימוש בו בטכנולוגיות עתידיות.
שאלות נפוצות: זהב ומגנטיות
להלן שבע שאלות נפוצות לגבי התכונות המגנטיות של גולד, יחד עם תשובות ברורות ותמציתיות:
ש: האם זה זהב טהור מגנטי?
לא, זהב טהור אינו מגנטי. הוא מסווג כחומר דיאמגנטי, מה שאומר שהוא נדחה חלש על ידי שדות מגנטיים.
ש: האם מגנט יכול להיצמד לתכשיטי זהב?
באופן כללי, לא. אם מגנט נדבק לתכשיטים שלך 'זהב ', הוא ככל הנראה מכיל כמויות משמעותיות של מתכות אחרות או שאולי בכלל לא זהב.
ש: מדוע זה לא מגנטי זהב?
זהב אינו מגנטי בגלל המבנה האטומי שלו. אין לו אלקטרונים לא מותאמים במעטפת החיצונית שלה, הנחוצים להתנהגות פרומגנטית.
ש: האם זהב יכול להיות מגנטי בשום פנים ואופן?
כן, בתנאים קיצוניים. חלקיקי ננו זהב יכולים להציג תכונות מגנטיות בטמפרטורות נמוכות מאוד (מתחת ל -10 קלווין) או בנוכחות שדות מגנטיים חזקים במיוחד.
ש: האם הקראט של הזהב משפיע על תכונותיו המגנטיות?
כן, בעקיפין. זהב קראט תחתון מכיל יותר מתכות שאינן זהב, שעשויות להכניס תכונות מגנטיות קלות בהתאם למתכות הסגסוגת המשמשות.
ש: האם מבחן המגנט הוא דרך אמינה לקבוע אם משהו הוא זהב אמיתי?
לא, זה לא לגמרי אמין. אמנם זה יכול להצביע על נוכחותן של מתכות מגנטיות, אך גם פריטי זהב מזויפים אינם מגנטיים. יש להשתמש בו בשילוב עם שיטות בדיקה אחרות.
ש: האם יש יישומים מעשיים בעלי האופי הלא מגנטי של הזהב?
כֵּן. המאפיין הלא-מגנטי של הזהב הופך אותו למועיל באלקטרוניקה, במיוחד במכשירים הרגישים להפרעות מגנטיות. זה גם חשוב בשתלים רפואיים ובמכשירים מדעיים מסוימים.
ש: האם מגנט זהב אמיתי?
לא, זהב טהור לעולם אינו מגנטי. אם פריט הזהב שלך מושך למגנט, יתכן שזה לא זהב אמיתי.
ש: האם זהב נדבק למגנטים?
לא, זהב אותנטי לא דבק במגנטים. זה נכון לכל טוהר זהב טהור.
ש: האם 14 קראט זהב מגנטי?
באופן כללי, זהב 14 קראט לא אמור להיות מגנטי. עם זאת, כמה סגסוגות זהב לבנות של 14K המכילות ניקל עשויות להראות תכונות מגנטיות קלות.
ש: האם זהב 10K נדבק למגנט?
זהב 10K לא אמור להיצמד למגנט, אם כי הוא מכיל יותר מתכות שאינן זהב מאשר זהב קראט גבוה יותר. כל משיכה מגנטית חזקה מציעה כי היצירה עשויה להיות לא אמיתית.
ש: האם טבעות זהב מגנטיות?
טבעות זהב אמיתיות לא צריכות להיות מגנטיות. אם טבעת הזהב שלך מושכת למגנט, היא עשויה להיות מצופה זהב או עשויה מחומרים שונים.
ש: האם זהב לבן מגנטי?
רוב הזהב הלבן אינו מגנטי, אך סגסוגות מסוימות המכילות ניקל עשויות להראות תכונות מגנטיות קלות.
