ทองคำไม่ใช่แม่เหล็กในรูปแบบที่บริสุทธิ์ จัดเป็น diamagnetic มันจะขับไล่แม่เหล็กอย่างอ่อนและไม่สามารถดึงดูดโดยกระแสไฟฟ้า พฤติกรรมนี้สามารถสังเกตได้ภายใต้เงื่อนไขห้องปฏิบัติการควบคุมเท่านั้น
อย่างไรก็ตามการวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้เผยให้เห็นคุณสมบัติที่น่าสนใจที่ระดับนาโน กลุ่มเล็ก ๆ ของอะตอมทองคำแสดงพฤติกรรม paramagnetic ทำหน้าที่เหมือนแม่เหล็กขนาดเล็ก ปรากฏการณ์นี้ไม่ได้เกิดขึ้นตามธรรมชาติเนื่องจากความหนาแน่นอะตอมของทองคำ นอกจากนี้ความร้อนสามารถเพิ่มคุณสมบัติแม่เหล็กที่ซ่อนอยู่เหล่านี้
ในขณะที่ทองคำยังคงไม่เป็นแม่เหล็กในสถานการณ์ประจำวันพฤติกรรมของมันในระดับและเงื่อนไขที่รุนแรงนำเสนอข้อมูลเชิงลึกที่น่าสนใจเกี่ยวกับธรรมชาติที่ซับซ้อนของแม่เหล็กในวัสดุ
คุณสมบัติแม่เหล็กของทองคำ
'is.gold.magnetic ' และ 'เป็นแม่เหล็กทองคำหรือไม่ ' เป็นหนึ่งในคำถามที่ค้นหาบ่อยที่สุดเกี่ยวกับคุณสมบัติของทองคำ ทองคำ (สัญลักษณ์ AU หมายเลขอะตอม 79) ทำให้มนุษยชาติหลงใหลเป็นพันปีด้วยสีเหลืองวาวและคุณสมบัติที่น่าทึ่ง เมื่อพูดถึงแม่เหล็กและทองคำหลายคนสงสัย 'ทองคำดึงดูดแม่เหล็ก ' หรือ 'คือ. gold.magnetic ' - คำตอบอยู่ในโครงสร้างอะตอมที่เป็นเอกลักษณ์
คำตอบพื้นฐาน
สำหรับผู้ที่ถาม 'ทองคำติดกับแม่เหล็ก ' หรือ 'เป็นแม่เหล็กสีทองใช่หรือไม่ ' นี่คือคำตอบง่ายๆ: ทองคำบริสุทธิ์ไม่ใช่แม่เหล็ก มันไม่ดึงดูดหรือดึงดูดแม่เหล็ก ไม่ว่าคุณจะสงสัยเกี่ยวกับการโต้ตอบ 'แม่เหล็ก ' หรือถ้า 'แม่เหล็กจะหยิบทองคำ ' การทำความเข้าใจธรรมชาติ diamagnetic ของทองคำเป็นกุญแจสำคัญในการเข้าใจพฤติกรรมของมัน
คำอธิบายทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับแม่เหล็กของทองคำ
การทำความเข้าใจ 'แม่เหล็กทองคำ ' ต้องดูโครงสร้างอะตอม เมื่อผู้คนถาม 'ทองคำจะติดกับแม่เหล็ก ' หรือ 'แม่เหล็กสามารถหยิบทองได้ ' คำตอบอยู่ในการกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ของทองคำ
โครงสร้างอะตอมของทองคำ
พฤติกรรมแม่เหล็กที่เป็นเอกลักษณ์ของทองคำเกิดจากโครงสร้างอะตอม ด้วยการกำหนดค่าอิเล็กตรอนของ [XE] 4F⊃1; ⁴5d⊃1; ⁰6S⊃1;, ทองคำมี subshell 5D ที่เต็มไปด้วยความสมบูรณ์และอิเล็กตรอนเดียวใน 6S orbital การกำหนดค่านี้ส่งผลให้ไม่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ซึ่งโดยทั่วไปจะรับผิดชอบคุณสมบัติแม่เหล็กในองค์ประกอบ
| เปลือกอิเล็กตรอน ของอิเล็กตรอน | จำนวน |
| 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 ในทองคำ
Diamagnetism ทรัพย์สินที่จัดแสดงโดยทองคำเป็นรูปแบบพื้นฐานของแม่เหล็กที่วัสดุทั้งหมดมีระดับในระดับหนึ่ง ในวัสดุ diamagnetic สนามแม่เหล็กที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนโคจรถูกยกเลิกส่งผลให้เกิดการขับเคลื่อนที่อ่อนแอมากไปยังสนามแม่เหล็กภายนอก
จากการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารเคมีกายภาพ C (2008) พบว่ามีความไวต่อแม่เหล็กระดับเสียงของทองที่ 20 ° C อยู่ที่ประมาณ -3.44 ×10⁻⁵ซึ่งบ่งบอกถึงธรรมชาติของ diamagnetic ค่าลบนี้แสดงให้เห็นว่าทองคำจงขับไล่สนามแม่เหล็กอย่างอ่อนแอซึ่งตรงกันข้ามกับการดึงดูดที่เห็นในวัสดุ ferromagnetic
พฤติกรรมในสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่ง
ในขณะที่ทองคำไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์กับแม่เหล็กตามปกติ แต่ก็สามารถแสดงพฤติกรรมที่น่าสนใจภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรง ในปี 2014 นักวิจัยที่ Radboud University Nijmegen แสดงให้เห็นว่าทองคำสามารถลอยได้ในสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งเนื่องจากคุณสมบัติ diamagnetic การทดลองนี้ต้องการความแรงของสนามแม่เหล็กประมาณ 16 เทสลาแข็งแกร่งกว่าแม่เหล็กในครัวเรือนทั่วไป (ซึ่งมักจะน้อยกว่า 1 เทสลา)
ปัจจัยที่มีผลต่อคุณสมบัติแม่เหล็กของทองคำ
ความบริสุทธิ์ของทองคำ
ความบริสุทธิ์ของทองคำมีผลต่อพฤติกรรมแม่เหล็กอย่างมีนัยสำคัญ ทองคำบริสุทธิ์ (24 karat) รักษาคุณสมบัติ diamagnetic อย่างสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม Karat Gold ที่ต่ำกว่าแนะนำองค์ประกอบอื่น ๆ ที่สามารถเปลี่ยนแปลงการตอบสนองของแม่เหล็ก
| Karat | Gold เนื้อหา | โลหะผสมทั่วไป |
| 24K | 99.9% | ไม่มี (ทองคำบริสุทธิ์) |
| 22k | 91.7% | เงินทองแดง |
| 18K | 75.0% | เงินทองแดงสังกะสี |
| 14K | 58.3% | เงิน, ทองแดง, สังกะสี, นิกเกิล |
| 10k | 41.7% | เงิน, ทองแดง, สังกะสี, นิกเกิล |
โลหะผสมทองคำและแม่เหล็ก
โลหะผสมทองคำที่ใช้กันทั่วไปในการใช้เครื่องประดับและอุตสาหกรรมสามารถแสดงคุณสมบัติแม่เหล็กที่หลากหลายขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของพวกเขา ตัวอย่างเช่นโลหะผสมทองคำขาวบางชนิดที่มีนิกเกิลอาจแสดงแรงดึงดูดของแม่เหล็กเล็กน้อย การศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Gold Bulletin (2014) พบว่าโลหะผสมเหล็กทองคำบางชนิดสามารถแสดงคุณสมบัติ ferromagnetic ที่อุณหภูมิห้องเมื่อปริมาณเหล็กเกินกว่า 15 เปอร์เซ็นต์อะตอม
พฤติกรรมระดับนาโน
ความก้าวหน้าล่าสุดในนาโนเทคโนโลยีได้เปิดเผยคุณสมบัติแม่เหล็กที่น่าประหลาดใจในอนุภาคนาโนทองคำ การศึกษาปี 2004 ที่ตีพิมพ์ในจดหมายทบทวนทางกายภาพแสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนทองคำที่มีขนาดเล็กกว่า 2 นาโนเมตรเส้นผ่าศูนย์กลางสามารถแสดงพฤติกรรม ferromagnetic ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 10 เคลวิน การค้นพบนี้เปิดโอกาสใหม่สำหรับทองคำในเขตข้อมูลเช่นการจัดเก็บข้อมูลและการคำนวณควอนตัม
ทดสอบแม่เหล็กของทองคำ
การทดสอบแม่เหล็กสำหรับทองคำ
ในขณะที่ไม่ชัดเจนการทดสอบแม่เหล็กอย่างง่ายสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเริ่มต้นในเนื้อหาทองคำของรายการ ทองคำบริสุทธิ์ไม่ควรตอบสนองต่อแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามการทดสอบนี้มีข้อ จำกัด และไม่ควรพึ่งพาเฉพาะสำหรับการรับรองความถูกต้อง
การตีความแรงดึงดูดของแม่เหล็กในรายการทองคำ
หากรายการทองแสดงแรงดึงดูดของแม่เหล็กอาจระบุว่า:
การปรากฏตัวของสิ่งสกปรก ferromagnetic
การชุบทองบนโลหะฐานแม่เหล็ก
โลหะผสมที่มีเนื้อหาที่ไม่ใช่ทองคำอย่างมีนัยสำคัญ
เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าโลหะผสมทองคำแท้บางชนิดอาจแสดงคุณสมบัติแม่เหล็กเล็กน้อยในขณะที่รายการปลอมบางรายการอาจไม่ใช่แม่เหล็ก
ผลกระทบเชิงปฏิบัติ
อุตสาหกรรมเครื่องประดับ
อุตสาหกรรมเครื่องประดับใช้ประโยชน์จากธรรมชาติที่ไม่ใช่แม่เหล็กของทองคำในรูปแบบต่าง ๆ จากข้อมูลของ World Gold Council พบว่าประมาณ 50% ของความต้องการทองคำทั่วโลกมาจากเครื่องประดับ การทำความเข้าใจคุณสมบัติแม่เหล็กของโลหะผสมทองคำที่แตกต่างกันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการควบคุมคุณภาพและการรับรองความถูกต้องในอุตสาหกรรมนี้
การตรวจสอบทองคำ
การตรวจสอบทองคำอย่างมืออาชีพเกี่ยวข้องกับเทคนิคที่หลากหลาย:
| วิธีการ | หลักการ | ความแม่นยำ |
| การวิเคราะห์ XRF | มาตรการรังสีเอกซ์ | สูง |
| การทดสอบไฟ | การแยกสารเคมีและการชั่งน้ำหนัก | สูงมาก |
| ความถ่วงจำเพาะ | การวัดความหนาแน่น | ปานกลาง |
| การทดสอบกรด | การสังเกตปฏิกิริยาทางเคมี | ปานกลาง |
| การทดสอบแม่เหล็ก | การตอบสนองแม่เหล็ก | ต่ำ (เสริม) |
แอพพลิเคชั่นในเทคโนโลยี
คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของโกลด์รวมถึงธรรมชาติของ Diamagnetic ค้นหาการใช้งานในสาขาเทคโนโลยีต่างๆ:
อิเล็กทรอนิกส์: ธรรมชาติที่ไม่ใช่แม่เหล็กของทองคำทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบในอุปกรณ์ที่มีความอ่อนไหวต่อสนามแม่เหล็ก
การถ่ายภาพทางการแพทย์: อนุภาคนาโนทองคำกำลังถูกสำรวจว่าเป็นตัวแทนความคมชัดสำหรับการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI)
การคำนวณควอนตัม: คุณสมบัติแม่เหล็กที่ผิดปกติของอนุภาคนาโนทองคำที่อุณหภูมิต่ำอาจถูกควบคุมได้สำหรับการดำเนินงานควอนตัมบิต (QUBIT)
บทสรุป
คุณสมบัติแม่เหล็กของทองคำหรือขาดมันมาจากโครงสร้างอะตอมที่เป็นเอกลักษณ์ ธรรมชาติของ Diamagnetic ทำให้มันแตกต่างจากโลหะอื่น ๆ อีกมากมายซึ่งมีส่วนร่วมในสถานที่พิเศษในเครื่องประดับเทคโนโลยีและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ในขณะที่เรายังคงสำรวจทองคำที่ระดับนาโนและในสภาพที่รุนแรงเราอาจเปิดเผยแง่มุมใหม่ของการมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กซึ่งอาจปฏิวัติการใช้งานในเทคโนโลยีในอนาคต
คำถามที่พบบ่อย: ทองคำและแม่เหล็ก
ต่อไปนี้เป็นคำถามเจ็ดข้อเกี่ยวกับคุณสมบัติแม่เหล็กของทองคำพร้อมกับคำตอบที่ชัดเจนและรัดกุม:
ถาม: แม่เหล็กทองคำบริสุทธิ์หรือไม่?
ไม่ทองคำบริสุทธิ์ไม่ใช่แม่เหล็ก มันถูกจัดเป็นวัสดุ diamagnetic ซึ่งหมายความว่ามันถูกขับไล่อย่างอ่อนแอโดยสนามแม่เหล็ก
ถาม: แม่เหล็กสามารถติดเครื่องประดับทองคำได้หรือไม่?
โดยทั่วไปไม่มี หากแม่เหล็กติดอยู่กับเครื่องประดับ 'ทอง ' ของคุณมันน่าจะมีโลหะอื่น ๆ จำนวนมากหรืออาจไม่ใช่ทองคำเลย
ถาม: ทำไมแม่เหล็กทองไม่ถึง?
ทองคำไม่ใช่แม่เหล็กเพราะโครงสร้างอะตอม มันไม่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ในเปลือกนอกซึ่งจำเป็นสำหรับพฤติกรรม ferromagnetic
ถาม: ทองคำสามารถกลายเป็นแม่เหล็กได้ไม่ว่าในกรณีใด?
ใช่ภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรง อนุภาคนาโนทองคำสามารถแสดงคุณสมบัติแม่เหล็กที่อุณหภูมิต่ำมาก (ต่ำกว่า 10 เคลวิน) หรือในที่ที่มีสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งมาก
ถาม: Karat of Gold ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติแม่เหล็กหรือไม่?
ใช่ทางอ้อม Karat Gold ที่ต่ำกว่ามีโลหะที่ไม่ใช่ Gold มากขึ้นซึ่งอาจแนะนำคุณสมบัติแม่เหล็กเล็กน้อยขึ้นอยู่กับโลหะผสมที่ใช้
ถาม: การทดสอบแม่เหล็กเป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการตรวจสอบว่ามีอะไรบางอย่างที่เป็นทองคำจริงหรือไม่?
ไม่มันไม่น่าเชื่อถือทั้งหมด ในขณะที่มันสามารถบ่งบอกถึงการมีอยู่ของโลหะแม่เหล็ก แต่รายการทองคำปลอมบางรายการก็ไม่ได้เป็น magnetic ควรใช้ร่วมกับวิธีการทดสอบอื่น ๆ
ถาม: มีการใช้งานจริงเกี่ยวกับธรรมชาติที่ไม่ใช่แม่เหล็กของทองคำหรือไม่?
ใช่. คุณสมบัติที่ไม่ใช่แม่เหล็กของทองคำทำให้มีประโยชน์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์ที่ไวต่อการรบกวนแม่เหล็ก นอกจากนี้ยังมีค่าในการปลูกถ่ายทางการแพทย์และเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์บางอย่าง
ถาม: แม่เหล็กทองคำจริงหรือไม่?
ไม่ทองคำบริสุทธิ์ไม่เคยเป็นแม่เหล็ก หากรายการทองคำของคุณดึงดูดให้แม่เหล็กอาจไม่ใช่ทองคำแท้
ถาม: ทองคำติดกับแม่เหล็กหรือไม่?
ไม่ทองคำแท้ไม่ติดกับแม่เหล็ก นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับความบริสุทธิ์ทั้งหมดของทองคำบริสุทธิ์
ถาม: แม่เหล็กทองคำ Karat 14 ตัวหรือไม่?
โดยทั่วไปทองคำ 14k ไม่ควรเป็นแม่เหล็ก อย่างไรก็ตามโลหะผสมทองคำขาว 14K ที่มีนิกเกิลอาจแสดงคุณสมบัติแม่เหล็กเล็กน้อย
ถาม: ทองคำ 10K ติดกับแม่เหล็กหรือไม่?
ทอง 10k ไม่ควรติดกับแม่เหล็กแม้ว่ามันจะมีโลหะที่ไม่ใช่ทองมากกว่าทองคำ Karat ที่สูงกว่า แรงดึงดูดของแม่เหล็กที่แข็งแกร่งแสดงให้เห็นว่าชิ้นส่วนอาจไม่เป็นของแท้
ถาม: วงแหวนทองคำเป็นแม่เหล็กหรือไม่?
แหวนทองของแท้ไม่ควรเป็นแม่เหล็ก หากแหวนทองคำของคุณดึงดูดให้เป็นแม่เหล็กมันอาจจะถูกชุบทองหรือทำจากวัสดุที่แตกต่างกัน
ถาม: แม่เหล็กทองคำสีขาวหรือไม่?
ทองคำขาวส่วนใหญ่ไม่ใช่แม่เหล็ก แต่โลหะผสมบางตัวที่มีนิกเกิลอาจแสดงคุณสมบัติแม่เหล็กเล็กน้อย
