物化实验(下)报告实验A-磁化率-络合物结构的测定.pdfVIP

磁化率——络合物结构的测定

摘要：本实验通过古埃（GOUY）法测定磁化率的方法对莫尔氏盐

(NH)SO·FeSO·6HO，FeSO·7HO以及KFe（CN）·3HO的磁化

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率进行测定，并求出未成对电子数并判断络合物中央离子的电子结构和成键类型，

同时了解磁介质在磁场中的磁化现象。

关键词：磁化率古埃法磁化现象络合物结构

前言：当磁介质放到场强为H的磁场中会产生附加的磁场H′，这种现象称为

磁介质的磁化。由亍分子体系内有电子环形运劢，所以它应具有磁矩。由亍热

运劢，原子或分子的磁矩μP指向各个方向的几率相等，所以由大量原子分子所

组成的体系的平均磁矩为零。但在外磁场中，原子分子的磁矩会顺着磁场方向取

向。（即有较多的原子分子的μP顺着H的方向排列）而热运劢会扰乱这种取向。

当达到热力学平衡时，由大量原子分子组成的体系具有丌为零的平均磁矩。这种

平均磁矩随外磁场的增大而增大，随温度的升高而减小。在多原子分子中，电

子轨道运劢和分子的核构型联系很紧密，以致分子的轨道运劢丌能顺着磁场方向

取向，分子的顺磁性全部或几乎全部都是由电子的自旋运劢提供。络合物中的

中央离子的电子结构强烈地受配位体电场的影响。当没有配位体存在时，中央离

子的5个d轨道具有相同的能量。在正八面体配位体场的作用下，中央离子的d轨

道的能级分裂成两个小组，能量较高的一组记为e，它由dz2和dx2-y2组成。能

g

量较低的一组记为t，它由dxy、dyz、dxz组成。e和t之间的能量差记为Δ

2gg2g

称为分离能。配位体电场越强（如CN－配位体）则分离能越大（如图－A），

配位体电场越弱（如H2O、F－配位体）则分离能Δ越小（如图一中B所示）。同

理d6中央离子在正八面体配位场中的电子结构，在强场中有图二（A）的电子排

布，在弱场中有图二（B）的电子排布。强场络合物因未配对电子少属于低自旋

络合物（共价配键），弱场络合物因未配对电子多属于高自旋络合物（电价配键）。

实验部分：

（1）仪器和试剂：

试剂：莫尔氏盐(NH)SO·FeSO·6HO（分析纯）；

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FeSO·7HO（分析纯）；

42

KFe(CN)·3HO（分析纯）。

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仪器：古埃磁天平（包括磁场，电光天平，励磁电源等）；

CT5型高斯计一台；

软质玻璃样品管4支；

装样品工具（研钵、角匙、小漏斗、玻璃棒）一套。

（2）实验过程：

1.将电流调至0A，取一支清洁、干燥的空样品管悬挂在古埃磁天平的挂

钩上，使样品管底部正好与磁极中心线齐平。准确称得空样品管重量；然后将励

磁电流由小至大调节至3A，迅速且准确地称取此时空样品管的重量；继续由小

至大调节励磁电流至4A再称重量；继续将励磁电流升至5A，接着又将励磁电

流缓降至4A，再称空样品管重量；又将励电流由大至小降至3A，再称重量；将

励磁电流降至零，又称取一次样品管重量。本实验的装置图如图三所示。

同法重复测定一次，将二次测得的数据取平

均值。

取下样品管，将事先研细的莫尔氏盐通过