Zelts nav magnētisks tā tīrā formā. Klasificēts kā diamagnētisks, tas vāji atgrūž magnētus un nevar magnetizēt ar elektriskām straumēm. Šī uzvedība ir novērojama tikai kontrolētos laboratorijas apstākļos.
Tomēr jaunākie pētījumi atklāj intriģējošas īpašības nanoskalā. Nelielas zelta atomu kopas uzrāda paramagnētisku izturēšanos, kas darbojas kā miniatūrie magnēti. Šī parādība nenotiek dabiski zelta atomu blīvuma dēļ. Turklāt siltums var uzlabot šīs slēptās magnētiskās īpašības.
Kaut arī zelts ikdienas scenārijos paliek nemagnētisks, tā uzvedība ekstrēmos mērogos un apstākļos piedāvā aizraujošu ieskatu materiālu magnētisma sarežģītajā dabā.
Zelta magnētiskās īpašības
'Is.gold.magnetic ' un 'ir zelta magnētiskais vai nē ' ir viens no visbiežāk meklētajiem jautājumiem par zelta īpašībām. Zelts (simbols Au, atomu numurs 79) ir fascinējis cilvēci gadu tūkstošiem ar savu spožo dzelteno nokrāsu un ievērojamām īpašībām. Runājot par magnētismu un zeltu, daudzi brīnumi 'vai zelts piesaista magnētu ' vai 'ir.gold.magnetic ' - atbilde slēpjas tā unikālajā atomu struktūrā.
Pamata atbilde
Tiem, kas jautā 'vai zelts pielīp pie magnētiem ' vai 'ir zelta magnētiskais jā vai nē, ' Šeit ir vienkārša atbilde: tīrs zelts nav magnētisks. Tas nepiesaista un nav piesaistīts magnētiem. Neatkarīgi no tā, vai jums rodas jautājums par 'magnēta zelta' mijiedarbību vai ja ', magnēts uzņems zeltu,' Izpratne par zelta diamagnētisko raksturu ir atslēga, lai izprastu tās uzvedību.
Zelta magnētisma zinātnisks skaidrojums
Izpratne par “zelta magnētismu” ir jāaplūko tā atomu struktūra. Kad cilvēki jautā 'Vai zelts pielīmēs magnētu ' vai 'Can magnēti uzņemt zeltu,' atbilde slēpjas zelta elektroniskajā konfigurācijā.
Zelta atomu struktūra
Zelta unikālā magnētiskā uzvedība izriet no tā atomu struktūras. Ar elektronu konfigurāciju [XE] 4f⊃1; ⁴ 5d⊃1; ⁰ 6s⊃1;, zelta krāsā ir pilnībā piepildīts 5D apakšgrupa un viens elektrons 6s orbitālē. Šīs konfigurācijas rezultātā nav nepāra elektronu, kas parasti ir atbildīgi par elementu magnētiskajām īpašībām.
| Elektronu apvalka | skaits elektronu |
| 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 |
Diamagnetisms zeltā
Diamagnētisms, zelta eksponētais īpašums, ir būtiska magnētisma forma, kas zināmā mērā piemīt visiem materiāliem. Diamagnētiskos materiālos magnētiskie lauki, ko ražo orbītas elektronu kustība, tiek atcelta, kā rezultātā rodas ļoti vāja atgrūšana ārējiem magnētiskajiem laukiem.
Saskaņā ar pētījumu, kas publicēts žurnālā Fizikālā ķīmija C (2008), zelta tilpuma magnētiskā jutība 20 ° C temperatūrā ir aptuveni -3,44 × 10⁻⁵, kas norāda uz tā diamagnētisko raksturu. Šī negatīvā vērtība norāda, ka zelts vāji atgrūž magnētiskos laukus, pretēji feromagnētiskajiem materiāliem novērotajai pievilcībai.
Uzvedība spēcīgos magnētiskos laukos
Kaut arī zelts parasti mijiedarbojas ar magnētiem, tas var izrādīt interesantu izturēšanos ārkārtējos apstākļos. 2014. gadā Radboud University Nijmegen pētnieki parādīja, ka zeltu var levitēt spēcīgā magnētiskajā laukā tā diamagnētisko īpašību dēļ. Šim eksperimentam bija nepieciešama magnētiskā lauka stiprība apmēram 16 Tesla, kas ir daudz spēcīgāka nekā tipiski mājsaimniecības magnēti (kas parasti ir mazāki par 1 Tesla).
Faktori, kas ietekmē zelta magnētiskās īpašības
Zelta tīrība
Zelta tīrība būtiski ietekmē tās magnētisko izturēšanos. Tīrs zelts (24 karāts) konsekventi uztur tā diamagnētiskās īpašības. Tomēr zemāks karātu zelts ievieš citus elementus, kas var mainīt tā magnētisko reakciju.
| Karatu | zelta saturs | Tipiski leģējošie metāli |
| 24k | 99,9% | Nav (tīrs zelts) |
| 22k | 91,7% | Sudraba, vara |
| 18k | 75,0% | Sudrabs, varš, cinks |
| 14k | 58,3% | Sudrabs, varš, cinks, niķelis |
| 10k | 41,7% | Sudrabs, varš, cinks, niķelis |
Zelta sakausējumi un magnētisms
Zelta sakausējumi, ko parasti izmanto rotaslietu un rūpnieciskos lietojumos, var uzrādīt dažādas magnētiskās īpašības atkarībā no to sastāva. Piemēram, daži baltā zelta sakausējumi, kas satur niķeli, var uzrādīt nelielu magnētisko pievilcību. Pētījumā, kas publicēts filmā The Gold Bulletin (2014), atklājās, ka dažiem zelta dzelzs sakausējumiem var parādīties feromagnētiskās īpašības istabas temperatūrā, kad dzelzs saturs pārsniedz 15 atomu procentus.
Nano mēroga uzvedība
Jaunākie sasniegumi nanotehnoloģijās ir atklājuši pārsteidzošas magnētiskās īpašības zelta nanodaļiņās. 2004. gada pētījumā, kas publicēts Fiziskā pārskata vēstulēs, parādīja, ka zelta nanodaļiņām, kas ir mazākas par 2 nanometriem diametrā, var būt feromagnētiska izturēšanās temperatūrā, kas zemāka par 10 kelvinu. Šis atklājums paver jaunas zelta iespējas tādos laukos kā datu glabāšana un kvantu skaitļošana.
Zelta magnētisma pārbaude
Zelta magnēta pārbaude
Lai arī tas nav galīgs, vienkāršs magnēta tests var sniegt sākotnēju ieskatu preces zelta saturā. Tīram zelta nevajadzētu reaģēt uz magnētu. Tomēr šim testam ir ierobežojumi, un to nevajadzētu paļauties tikai uz autentifikāciju.
Magnētiskās pievilcības interpretācija zelta priekšmetos
Ja zelta vienums parāda magnētisko pievilcību, tas var norādīt:
Feromagnētisko piemaisījumu klātbūtne
Zelta pārklājums virs magnētiskā parastā metāla
Sakausējums ar ievērojamu nesaturošu saturu
Ir svarīgi atzīmēt, ka daži autentiski zelta sakausējumi var parādīt nelielas magnētiskās īpašības, savukārt daži viltoti priekšmeti var būt nemagnētiski.
Praktiska ietekme
Rotaslietu nozare
Juvelierizstrādājumu nozare dažādos veidos izmanto zelta nemagnētisko raksturu. Saskaņā ar Pasaules Zelta padomes datiem apmēram 50% no globālā zelta pieprasījuma nāk no rotaslietām. Izpratne par dažādu zelta sakausējumu magnētiskajām īpašībām ir būtiska kvalitātes kontrolei un autentifikācijai šajā nozarē.
Zelta pārbaude
Profesionālā zelta pārbaude ietver vairākas metodes:
| metodes | principa | precizitāte |
| XRF analīze | Izmēra raksturīgos rentgena starus | Augsts |
| Ugunsgrēka pārbaude | Ķīmiskā atdalīšana un svēršana | Ļoti augsts |
| Īpašs smagums | Blīvuma mērīšana | Mērens |
| Skābes pārbaude | Ķīmiskās reakcijas novērojums | Mērens |
| Magnētiskā pārbaude | Magnētiskā reakcija | Zems (papildu) |
Lietojumprogrammas tehnoloģijā
Zelta unikālās īpašības, ieskaitot tā diamagnētisko raksturu, atrod pielietojumus dažādās tehnoloģiskajās jomās:
Elektronika: Zelta nemagnētiskais raksturs padara to ideālu komponentiem magnētisko lauka jutīgajās ierīcēs.
Medicīniskā attēlveidošana: Zelta nanodaļiņas tiek pētītas kā magnētiskās rezonanses attēlveidošanas (MRI) kontrastvielas.
Kvantu skaitļošana: Zelta nanodaļiņu neparastās magnētiskās īpašības zemā temperatūrā varētu izmantot kvantu bitu (QUBIT) operācijām.
Secinājums
Zelta magnētiskās īpašības vai to trūkums rodas no tā unikālās atomu struktūras. Tā diamagnētiskā daba to atšķir no daudziem citiem metāliem, kas veicina tā īpašo vietu rotaslietu, tehnoloģiju un zinātnisko pētījumu jomā. Tā kā mēs turpinām izpētīt zeltu nanoskalā un ekstremālos apstākļos, mēs varam atklāt jaunus tās mijiedarbības ar magnētiskajiem laukiem, potenciāli revolucionējot tā izmantošanu turpmākajās tehnoloģijās.
Bieži uzdotie jautājumi: zelts un magnētisms
Šeit ir septiņi parasti uzdotie jautājumi par zelta magnētiskajām īpašībām, kā arī skaidras un kodolīgas atbildes:
J: Vai tīrs zelta magnētiskais?
Nē, tīrs zelts nav magnētisks. Tas tiek klasificēts kā diamagnētisks materiāls, kas nozīmē, ka to vāji atgrūž magnētiskie lauki.
J: Vai magnēts var pieturēties pie zelta rotaslietām?
Parasti nē. Ja magnēts pielīp pie jūsu 'zelta ' rotas, tas, iespējams, satur ievērojamu daudzumu citu metālu vai vispār nav zelta.
J: Kāpēc zelta magnētiskais nav?
Zelts nav magnētisks tā atomu struktūras dēļ. Tam ārējā apvalkā nav nepāra elektronu, kas nepieciešami feromagnētiskai uzvedībai.
J: Vai zelts var kļūt magnētisks jebkuros apstākļos?
Jā, ekstremālos apstākļos. Zelta nanodaļiņām var būt magnētiskās īpašības ļoti zemā temperatūrā (zem 10 Kelvina) vai ārkārtīgi spēcīgu magnētisko lauku klātbūtnē.
J: Vai zelta karāts ietekmē tā magnētiskās īpašības?
Jā, netieši. Lower Karat Gold satur vairāk metālu, kas nav zelta metāli, kas varētu radīt nelielas magnētiskās īpašības atkarībā no izmantotajiem metāliem.
J: Vai magnēta tests ir uzticams veids, kā noteikt, vai kaut kas ir īsts zelts?
Nē, tas nav pilnīgi uzticams. Lai gan tas var norādīt uz magnētisko metālu klātbūtni, daži viltus zelta priekšmeti ir arī nemagnētiski. Tas jāizmanto kopā ar citām testēšanas metodēm.
J: Vai ir kādi zelta nemagnētiskā rakstura praktiski pielietojumi?
Jā. Zelta nemagnētiskais īpašums padara to noderīgu elektronikā, īpaši ierīcēs, kas ir jutīgas pret magnētiskiem traucējumiem. Tas ir vērtīgs arī medicīniskos implantos un noteiktos zinātniskos instrumentos.
J: Vai īsts zelta magnētiskais?
Nē, tīrs zelts nekad nav magnētisks. Ja jūsu zelta prece piesaista magnētu, tas, iespējams, nav īsts zelts.
J: Vai zelts pieturas pie magnētiem?
Nē, autentisks zelts nepieturas pie magnētiem. Tas attiecas uz visām tīra zelta tīrībām.
J: Vai 14 karātu zelta magnētiskais?
Parasti 14K zelta nevajadzētu būt magnētiskam. Tomēr daži 14K baltā zelta sakausējumi, kas satur niķeli, var parādīt nelielas magnētiskās īpašības.
J: Vai 10k zelta pieliekas pie magnēta?
10k zelta nevajadzētu pieturēties pie magnēta, lai gan tajā ir vairāk metālu, kas nav zelta metālu nekā augstāks karātu zelts. Jebkura spēcīga magnētiskā pievilcība liek domāt, ka gabals varētu nebūt īsts.
J: Vai zelta gredzeni ir magnētiski?
Īstiem zelta gredzeniem nevajadzētu būt magnētiskiem. Ja jūsu zelta gredzens piesaista magnētu, tas varētu būt zelta pārklājums vai izgatavots no dažādiem materiāliem.
J: Vai baltais zelta magnētiskais?
Lielākā daļa baltā zelta nav magnētisks, bet daži sakausējumi, kas satur niķeli, var parādīt nelielas magnētiskās īpašības.
