Magnetochemie: Eine Einführung in Theorie und Anwendung by Heiko Lueken

By Heiko Lueken

Das Lehrbuch soll Studierende, Diplomanden und Doktoranden der Chemie an diese Domäne der Chemischen Physik heranführen, dabei die erforderlichen mathematischen Methoden und Ableitungen nicht aussparen aber auf das Nötigste reduzieren und anschaulich in zahlreichen Beispielen darstellen. Dem Leser wird sowohl ein Überblick über die wichtigen Erscheinungsformen des Magnetismus gegeben als auch ein tieferer Einblick und damit der Zugang zur Fachliteratur ermöglicht. Auf eine ausführliche Beschreibung der Meßmethoden mit hilfreichen information aus der Praxis der Magnetochemie wird Wert gelegt. Das Einheitensystem SI wird konsequent angewendet.

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Man miBt neffWerte, die z. T. deutlich unter denen fUr reinen Spinmagnetismus liegen [152]. Zwischen dem magnetischen Verhalten von Lanthanoiden und Actinoiden gibt es wichtige Unterschiede. Die 5f-Orbitale liegen bei den Actinoiden nicht so tief im Innern der ElektronenhuIle wie die 4f-Orbitale bei den Lanthanoiden. Dadurch erfahren die 5f-Niveaus der Actinoid-Ionen Ligandenfeld-Aufspaltungen, die fast urn eine Zehnerpotenz groBer sein konnen als die der Lanthanoid-4fElektronen. Da die Spin-Bahn-Kopplung mit der Ligandenfeld-Aufspaltung in der GroBe vergleichbar (und nicht deutlich starker wie im FaIle der Lanthanoide) ist, lassen sich die Elektronenzustande der chemisch gebundenen Ionen nicht durch die Gesamtdrehimpulsquantenzahl J charakterisieren.

4 Ferrimagnetismus Ferrimagneten (s. Tab. 3. Kollektiver Magnetismus (3D) 55 Tab. 7: Magnetische Kenngrofien einiger antiferromagnetischer Stoffe I Substanz I Struktur I MnAu DyCu NaMnP NaMnAs NaMnSb NaMnBi EuTe MnO FeO CoO NiO C 0 304 ZnFe204 YBa2Cu306,35 ErBa2Cu306,87 ErBa2Cu306,53 MnF 2 a- 0 2 CsCI a) CsCI PbFCl b) PbFCI PbFCI PbFCI NaCI NaCI NaCI NaCI NaCI Spinell Spinell e) fJ f) Rutil g) Lit. ) Bei Raumtemperatur tetragonal verzerrt. b) Mn;; Fj Na;; Cl, Pnictid ;; Pb. 0) Kein CURIE-WEISS-Verhalten.

Die in Tab. 4 aufgefiihrten Daten beziehen sich auf die bei Raumtemperatur stabile Phase. Der Verlauf der ep Werte spricht fiir eine Abnahme der antiferromagnetischen Wechselwirkungen zwischen den Anionen mit steigender GroBe des Alkalimetalls. Die Alkalimetallozonide [154] zeigen oberhalb von 50 K CURIE-WEISS-Verhalten. Die aus der CURIE-Konstanten berechneten permanenten magnetischen Momente entsprechen dem Spinmoment fiir isolierte 03" -Anionen mit jeweils einem ungepaarten Elektron. Die ep - Werte zeigen auch in diesem Fall, daB die antiferromagnetischen Wechselwirkungen zwischen den Anionen entsprechend dem steigenden Abstand von der Kalium- zur Caesium-Verbindung abnehmen.

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