我们每天都会接触到铜,它是电线、金属管、厨具等常见物品的主要成分。我们都知道,铜不会被磁铁吸引,这似乎很正常,因为铜不是铁磁性的。但是,如果你用一个强大的磁铁靠近一块铜板,你会发现铜板会阻碍磁铁的移动,甚至可以让磁铁悬浮在空中。这是怎么回事?铜到底有没有磁性?它又是如何与磁体相互作用的呢?
铜就是一种典型的二磁性元素,它的原子序数是 29,也就是说它的原子核有 29 个质子,它的原子中有 29 个电子。按照元素周期表的规律,铜的电子应该分布在四个轨道层,分别是 1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d。其中,s 轨道可以容纳 2 个电子,p 轨道可以容纳 6 个电子,d 轨道可以容纳 10 个电子。
这样,铜的最外层 4s 轨道上有两个电子,3d 轨道上有九个电子。但是,铜的电子分布有一个特殊的现象,就是它会从 4s 轨道上转移一个电子到 3d 轨道上,使得 3d 轨道完全填满,而 4s 轨道只剩下一个电子。
这种转移的原因是,当 3d 轨道完全填满时,电子之间的排斥力会减小,从而降低了原子的能量,使得原子更加稳定。这种现象在元素周期表中央的一些金属元素中都会发生,比如铁、钴、镍等。
9 сен 2024