Paramagnetismo refere-se a uma propriedade de certos materiais que são fracamente atraídos por campos magnéticos. Quando expostos a um campo magnético externo, os campos magnéticos induzidos internos se formam nesses materiais que são ordenados na mesma direção que o campo aplicado. Uma vez que o campo aplicado é removido, os materiais perdem seu magnetismo à medida que o movimento térmico randomiza as orientações de rotação do elétron.
Os materiais que exibem paramagnetismo são chamados paramagnéticos. Alguns compostos e a maioria dos elementos químicos são paramagnéticos sob certas circunstâncias. No entanto, os paramagnetos verdadeiros exibem suscetibilidade magnética de acordo com as leis de Curie ou Curie-Weiss e exibem paramagnetismo em uma ampla faixa de temperatura. Exemplos de paramagnetos incluem o complexo de coordenação mioglobina, complexos de metais de transição, óxido de ferro (FeO) e oxigênio (O2). Titânio e alumínio são elementos metálicos que são paramagnéticos.
Superparamagnetos são materiais que mostram uma resposta paramagnética líquida, mas exibem pedidos ferromagnéticos ou ferrimagnéticos no nível microscópico. Esses materiais aderem à lei Curie, mas têm constantes Curie muito grandes.
Ferrofluidos são um exemplo de superparaímãs. Superparamagnetos sólidos também são conhecidos como mictomagnetos. A liga AuFe (ferro-ouro) é um exemplo de um mictomagnet. Os aglomerados ferromagneticamente acoplados na liga congelam abaixo de uma certa temperatura.Como funciona o paramagnetismo
O paramagnetismo resulta da presença de pelo menos um não pareado elétron girar nos átomos ou moléculas de um material. Em outras palavras, qualquer material que possua átomos com orbitais atômicos incompletos é paramagnético. A rotação dos elétrons não emparelhados dá a eles um momento dipolar magnético. Basicamente, cada elétron não emparelhado atua como um minúsculo ímã dentro do material. Quando um campo magnético externo é aplicado, a rotação dos elétrons se alinha com o campo. Como todos os elétrons não emparelhados se alinham da mesma maneira, o material é atraído para o campo. Quando o campo externo é removido, as rotações retornam às suas orientações aleatórias.
A magnetização segue aproximadamente Lei de Curie, que afirma que a suscetibilidade magnética χ é inversamente proporcional à temperatura:
M = χH = CH / T
onde M é magnetização, χ é suscetibilidade magnética, H é o campo magnético auxiliar, T é a temperatura absoluta (Kelvin) e C é a constante Curie específica do material.
Tipos de magnetismo
Os materiais magnéticos podem ser identificados como pertencentes a uma das quatro categorias: ferromagnetismo, paramagnetismo, diamagnetismo e antiferromagnetismo. A forma mais forte de magnetismo é o ferromagnetismo.
Os materiais ferromagnéticos exibem uma atração magnética forte o suficiente para ser sentida. Os materiais ferromagnéticos e ferrimagnéticos podem permanecer magnetizados ao longo do tempo. Os ímãs comuns à base de ferro e os ímãs de terras raras exibem ferromagnetismo.
Em contraste com o ferromagnetismo, as forças do paramagnetismo, diamagnetismo e antiferromagnetismo são fracas. No antiferromagnetismo, os momentos magnéticos das moléculas ou átomos se alinham em um padrão no qual os vizinhos rotações de elétrons apontam em direções opostas, mas a ordem magnética desaparece acima de um certo temperatura.
Os materiais paramagnéticos são fracamente atraídos para um campo magnético. Os materiais antiferromagnéticos tornam-se paramagnéticos acima de uma certa temperatura.
Os materiais diamagnéticos são fracamente repelidos por campos magnéticos. Todos os materiais são diamagnéticos, mas uma substância geralmente não é rotulada como diamagnética, a menos que outras formas de magnetismo estejam ausentes. Bismuto e antimônio são exemplos de diamagnetos.