Der Hauptunterschied zwischen paramagnetischen und diamagnetischen Materialien besteht darin, dass die paramagnetischen Materialien von externen Magnetfeldern angezogen werden, während die diamagnetischen Materialien die Magnetfelder abstoßen.
Materialien neigen dazu, in Gegenwart eines externen Magnetfelds schwache magnetische Eigenschaften zu zeigen. Einige Materialien werden vom externen Magnetfeld angezogen, während andere sich davon abstoßen. Aufgrund dieses unterschiedlichen magnetischen Verh altens können wir Elemente und Verbindungen in zwei Typen einteilen, nämlich paramagnetisch und diamagnetisch. Materialien, die von externen Magnetfeldern angezogen werden, sind die paramagnetischen Materialien. Andererseits sind die Materialien, die äußere Magnetfelder abstoßen, die diamagnetischen Materialien.
Was ist paramagnetisch?
Paramagnetismus entsteht durch das Vorhandensein ungepaarter Elektronen im System. Jedes Element hat eine andere Anzahl von Elektronen, und das definiert seinen chemischen Charakter. Je nachdem, wie diese Elektronen die Energieniveaus um den Kern des jeweiligen Atoms ausfüllen, bleiben einige Elektronen ungepaart. Diese ungepaarten Elektronen wirken wie kleine Magnete, die unter dem Einfluss eines von außen angelegten Magnetfelds magnetische Eigenschaften hervorrufen. Tatsächlich ist es der Spin dieser Elektronen, der den Magnetismus verursacht.
Paramagnetische Materialien haben aufgrund des Spins der ungepaarten Elektronen auch ohne äußeres Magnetfeld permanente magnetische Dipolmomente. Aber diese Dipole orientieren sich aufgrund thermischer Bewegung zufällig, wodurch sich ein magnetisches Nettomoment des Dipols von Null ergibt. Wenn wir ein externes Magnetfeld anlegen, neigen die Dipole dazu, sich in Richtung des angelegten Magnetfelds auszurichten, was zu einem magnetischen Nettomoment des Dipols führt. Daher werden paramagnetische Materialien leicht vom äußeren Magnetfeld angezogen. Das Material behält jedoch keine magnetischen Eigenschaften, wenn wir das externe Feld entfernen. Auch bei Vorhandensein eines äußeren Magnetfeldes entsteht nur eine geringe induzierte Magnetisierung. Dies liegt daran, dass sich nur ein kleiner Bruchteil der Spins mit dem externen Magnetfeld ausrichtet. Außerdem ist dieser Bruchteil direkt proportional zur Stärke des erzeugten Feldes.
Abbildung 01: Elektronenanordnung paramagnetischer und diamagnetischer Materialien
Im Allgemeinen gilt: Je höher die Anzahl der ungepaarten Elektronen, desto höher das paramagnetische Verh alten und desto höher die Stärke des erzeugten Feldes. Daher zeigen Übergangsmetalle und innere Übergangsmetalle stärkere magnetische Effekte aufgrund der Lokalisierung von „d“- und „f“-Elektronen und auch aufgrund des Vorhandenseins mehrerer ungepaarter Elektronen. Einige allgemein bekannte paramagnetische Elemente umfassen Magnesium, Molybdän, Lithium und Tantal. Es gibt auch stärkere synthetische Paramagnete wie „Ferrofluide“.
Was ist diamagnetisch?
Einige Materialien neigen dazu, ein abgestoßenes magnetisches Verh alten zu zeigen, wenn sie mit einem äußeren Magnetfeld in Kontakt kommen. Dies sind die diamagnetischen Materialien. Sie erzeugen Magnetfelder, die in Richtung des äußeren Magnetfeldes entgegengesetzt sind und zeigen daher das abstoßende Verh alten. Im Allgemeinen haben alle Materialien diamagnetische Eigenschaften, die einen schwachen Beitrag zum magnetischen Verh alten des Materials leisten, wenn es einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt wird. Aber in Materialien, die andere magnetische Eigenschaften wie Paramagnetismus und Ferromagnetismus zeigen, ist der Effekt des Diamagnetismus vernachlässigbar. Aufgrund seiner schwachen magnetischen Eigenschaft sind die Auswirkungen des Diamagnetismus schwer zu beobachten. ‘Wismut’ wirkt als starker Diamagnet.
Was ist der Unterschied zwischen paramagnetisch und diamagnetisch
Der Begriff paramagnetisch bezieht sich auf die Anziehung eines Materials zu einem externen Magnetfeld, während sich der Begriff diamagnetisch auf die Abstoßung eines Materials von einem externen Magnetfeld bezieht. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die paramagnetischen Materialien ungepaarte Elektronen haben, während bei diamagnetischen Materialien keine ihrer Elektronen ungepaart sind. Dies ist der grundlegende Unterschied zwischen paramagnetischen und diamagnetischen Materialien.
Ein weiterer wichtiger Unterschied zwischen paramagnetischen und diamagnetischen Materialien besteht darin, dass das von paramagnetischen Materialien erzeugte Magnetfeld in Richtung des externen Magnetfelds verläuft, während das von diamagnetischen Materialien erzeugte Magnetfeld dem externen Magnetfeld entgegengesetzt ist.
Die folgende Infografik zeigt eine vergleichende Zusammenfassung der Unterschiede zwischen paramagnetischen und diamagnetischen Materialien.
Zusammenfassung – Paramagnetisch vs. Diamagnetisch
Wir können die Materialien nach ihren magnetischen Eigenschaften in drei Haupttypen einteilen; sie sind diamagnetische, paramagnetische und ferromagnetische Materialien. Der Unterschied zwischen paramagnetischen und diamagnetischen Materialien besteht darin, dass die paramagnetischen Materialien von den äußeren Magnetfeldern angezogen werden, während die diamagnetischen Materialien die Magnetfelder abstoßen.
