Cuprul este un metal magnetic?

Cuprul este un metal magnetic, iar motivul pentru care acesta detine proprietati magnetice unice este datorat configuratiei sale inedite de electroni.

Cuprul este prezent zilnic in vietile noastre, fie ca vorbim de fire, tevi sau chiar in tehnologie. In mod normal, cuprul nu este atras de magneti asa cum ne-am astepta. Dar, in schimb, multe experimente arata ca acest metal curios afiseaza un comportament cel putin straniu in jurul campurilor magnetice. Prin urmare cuprul prezinta conductivitate magnetica si este prezent in viata noastra zilnica. Il putem observa aproape oriunde ne aruncam ochii atunci cand suntem afara.

ATENTIE:ANUNT PENTRU IUBITORII DE AVENTURA-La sfarsitul articolului vezi gasi o surpriza!

Deci ce se intampla? Cuprul este un metal magnetic sau nu? Si cum se face ca acesta poate interactiona cu magnetii?

In urma multor studii si experimente, se pare ca toate elementele din natura detin proprietati magnetice. Metalele care sunt normal considerate magnetice sunt urmatoatele- fierul, nichelul si cobaltul– aceasta clasa de elemente este cunoscuta sub numele de elemente “feromagnetice” . Elementele feromagnetice interactioneaza puternic cu magnetii permanenti si majoritatea campurilor magnetice.

Dar exista mai multe tipuri de magnetism, mult mai slabe, a spus Michael Coey, profesor emerit de fizica la Trinity College Dublin. Cele mai multe elemente sunt fie paramagnetice, fie diamagnetice. “Cu paramagneti, atunci cand aplicati un camp magnetic, obtineti o magnetizare foarte mica in directia campului”, a spus el. Acest lucru inseamna ca elementul este foarte usor atras de magnet, dar efectul este doar temporar si dispare de indata ce magnetul este indepartat.

“Pentru diamagneti, atunci cand aplicati un camp magnetic, obtineti o magnetizare si mai mica in directia opusa campului”, a declarat Coey pentru Live Science. Acest lucru creeaza o forta de respingere mica fata de magnet. Deci, in conditii normale, nu am observa niciodata ca materialele paramagnetice si diamagnetice ar detine proprietati magnetice.

Cuprul este un exemplu de material diamagnetic

Cuprul este un metal magnetic. Dar categoria in care se incadreaza un element depinde de electroni si asezarea acestora. Aceste particule incarcate negativ orbiteaza nucleul central al unui atom in straturi definite numite cochilii(shells), care sunt impartite in continuare in niveluri numite orbital s, orbitali d si orbitali p.

Pentru metalele din centrul tabelului periodic, orbita s contine deja doi electroni si se deplaseaza de la stanga la dreapta pe rand. Orbitalii d se incarca treptat cu un maximum de 10 electroni. Pe masura ce orbitalii ajung la capacitatea limita, electronii sunt fortati sa se imperecheze, ceea ce determina proprietatile magnetice ale elementelor. Elementele cu mai multi electroni nepereche sunt considerate paramagnetice, iar cele cu mai multi electroni asociati sunt diamagnetice.

Care este diferenta dintre metalele magnetice si metalele diamagnetice?

Ce proprietati poseda electronii?

• Masa si sarcina electrica: Electronii au o masa extrem de mica, aproximativ 1/1836 din masa protonului. Ei poarta o sarcina electrica negativa, echivalenta cu sarcina pozitiva a protonilor, dar de semn opus
• Spin: Electronii au o proprietate numita spin, care este o caracteristica intrinseca a particulelor subatomice si este asociata cu un moment magnetic intrinsec al electronului. Spinul poate avea doar doua valori posibile: “sus” sau “jos”, asociate cu o magnitudine a momentului magnetic.
• Interactiuni electromagnetice: Electronii participa la interactiuni electromagnetice cu alte particule incarcate electric, cum ar fi protonii sau alti electroni. Aceste interactiuni determina structura atomilor si reactiile chimice.
• Niveluri de energie: Electronii dintr-un atom ocupa niveluri de energie discrete. Ei pot sa treaca de la un nivel de energie la altul prin absorbtie sau emisie de fotoni, ceea ce duce la fenomene precum absorbtia sau emisia de lumina in spectrul electromagnetic.
• Mobilitate: Electronii pot fi mobili in materiale conductoare, cum ar fi metalele, unde se deplaseaza liber intr-un camp electric aplicat, contribuind la conductivitatea electrica a materialului.

Iata un exemplu de electromagnet simplu:

Cuprul si functionarea electronilor

Fiecare electron poseda, de asemenea, o proprietate cuantica stranie numita spin. Directia (in sus sau in jos) a tuturor rotirilor electronilor dintr-un atom defineste puterea magnetismului. “Cand electronii diferiti isi aliniaza spinii in paralel (in aceeasi directie), atomul are un moment magnetic”, a spus Coey. “Dar daca electronii isi aliniaza spinii antiparaleli (in directii opuse), momentul magnetic se anuleaza.”

Cuprul este in pozitia a noua, asa ca ne-am astepta sa aiba doi electroni in orbitalul s si noua in orbitalii d. Dar, in mod neobisnuit, cuprul scoate un electron din orbitalul s complet pentru a umple complet orbitalii d. Aceasta inseamna ca toti electronii d sunt asociati, cu numere egale care se rotesc in sus si in jos. In consecinta, nu exista un moment magnetic, deci nu observam niciun comportament magnetic in conditii normale.

Cu toate acestea, aceasta configuratie neobisnuita inseamna urmatorul lucru: cuprul poate interactiona cu magnetii intr-un mod diferit si extrem de important. Magnetismul este strans legat de electricitate — un fenomen descris in fizica de legea lui Lenz.

“In esenta, un camp magnetic in schimbare va induce un curent in interiorul unui conductor”, a declarat Ernesto Bosque, fizician la Laboratorul National de Camp Magnetic Inalt din Florida. “Deoarece cuprul are o rezistenta electrica atat de scazuta, curentii pot curge foarte usor prin el.”

Electronul s nepereche face din cupru un conductor atat de excelent.

Acest efect, cunoscut sub numele de inductie electromagnetica, este esential pentru modul in care generam electricitate astazi. “Un stator este, in esenta, un set de fire izolate rotative care se deplaseaza in jurul unui miez. Acest lucru poate fi folosit ca motor sau generator”, a declarat Bosque pentru Live Science intr-un e-mail. Aceeasi idee functioneaza si invers: Un curent trecut prin bobine de sarma poate genera un camp magnetic intr-un miez metalic, creand un electromagnet.

Capacitatea cuprului de a interactiona cu un magnet, in ciuda faptului ca nu este feromagnetic, este ceva pe care ne bazam in fiecare zi pentru a alimenta dispozitive electronice, pentru a stoca date pe hard disk-uri si chiar pentru a incetini rolele de rulare.

Cum te putem ajuta:

La Supermagneti iti oferim solutii magnetice! Daca ti-am starnit interesul nu ezita sa ne verifici magazinul <3

Daca esti iubitor de aventura, fa click aici si descopera frumusetea magnet fishing-ului. Iti recomandam cu caldura si prietenii de la thunderlaser.ro.