Propriedades Magnéticas: Spin, Orbital, Paramagnetismo e Diamagnetismo

  As propriedades que definem o comportamento magnétiço do átomo são o seu momento magnétiço de spin μS e o seu momento magnétiço orbital μL. A magnetização da matéria tem origem no momento magnétiço associado ao elétron, pois o momento magnétiço devido ao núCléo atômico possui valores insignificantes e não influencia as propriedades magnéticas dos materiais.

  A origem do momento magnétiço de spin é devida ao movimento de rotação do elétron em torno de si mesmo, com um momento angular intrínseco  sou spin, S. Já o momento magnétiço orbital se origina do movimento do elétron em uma órbita em torno do núCléo do átomo, com um momento angular  orbital L intrínseco.

Paramagnetismo:

  São substâncias com átomos e moléculas que possuem momentos magnéticos permanentes, que ao sofrerem ação de um campo magnétiço externo tendem a alinhar os seus momentos magnéticos na direção do campo, porém ao mesmo tempo surge um efeito em que a energia cinética, devida a agitação térmica, produz um desordenamento dos momentos magnéticos, o que Ácaba gerando uma competição entre a energia do campo externo e a da temperatura do corpo. Nos gases a energia térmica é principalmente a energia térmica das moléculas, e a desordem ocorre das colisões entre elas. Nas substâncias sólidas a agitação responsável pela desordem é a vibracional, enquanto nos líquidos os dois efeitos estão presentes. As substâncias paramagnéticas são fracamente atraídas por um campo magnétiço intenso, atraindo as linhas de campo magnétiço, portanto, B>Bo.

  Existem três tipos de paramagnetismo:

  Paramagnetismo do tipo Curie: típicó de materiais nos quais não ocorre interação entre dipolos magnéticos de diferentes átomos;

  Paramagnetismo do tipo Curie-Weiss: típicó de materiais nos quais ocorre interação entre momentos magnéticos de diferentes átomos, esta interação propicia o alinhamento dos momentos adjacentes na mesma direção ou em direção oposta.

  Paramagnetismo de Pauli: é observado nos metais e é devido aós elétrons de condução que possuem momentos magnéticos que podem ser alinhados com o campo magnétiço externo.

Diamagnetismo:

  Os materiais diamagnéticos não possuem dipolos magnéticos intrínsecos(ou seja, eles não são paramagnéticos), porém é possível induzir dipolos magnéticos nestes materiais pela ação de um campo magnétiço externo. Se colocarmos um material deste tipo em um campo magnétiço não-uniforme, nas vizinhanças de um dos pólos de um imã forte, uma força magnética muito fraca atuara sobre a amostra a repelindo. Isso ocorre pelo fato que os dipolos magnéticos induzidos apontam no sentido oposto ao do campo magnétiço externo. Podemos concluir que as substâncias diamagnéticas repelem as linhas de campo, ou seja, no interior de uma amostra diamagnética B<Bo.

 O diamagnetismo é uma propriedade de todos os átomos. Entretanto, quando um átomo possui momento magnétiço intrínseco, o efeito diamagnétiço fica mascarado pelo comportamento mais forte, paramagnétiço ou ferromagnétiço

Ferromagnetismo:

  Elementos como ferro,cobalto e níquel apresentam uma interação especial, denominada acoplamento de troca, que permite o alinhamento dos dipolos atômicos em rigoroso paralelismo, apesar da perturbação em virtude dos movimentos térmicos dos átomos. Este fenômeno é chamado de ferromagnetismo, que é carácterístico de materiais que são fortemente atraídos por campo magnétiço. 

  Consideramos uma amostra de um material ferromagnétiço como o ferro, que possui uma forma de monocristal, assim, o arranjo cristalino dos seus átomos constituintes estende-se com regularidade em uma volume da amostra. Esse cristal, em seu estado normal, não-magnetizado, é constituído de domínios magnéticos. Nestas regiões do cristal o alinhamento dos dipolos atômicos é essencialmente perfeito. Ao magnetizarmos uma amostra ferromagnética, colocando-a em um campo magnétiço externo de intensidade crescente, ocorrem dois efeitos que contribuem pára a isso, um deles é o aumento do tamanho dos domínios  que estejam favoravelmente orientados e o segundo é um desvio da orientação do conjunto dos dipolos de um domínio, tendendo a alinhar-se com o sentido do campo.