פאראמגנטיות (באנגלית:Paramagnetism; על פי האקדמיה ללשון העברית:פָּרָמַגְנֵטִיּוּת[1]) היא צורה שלמגנטיות המתרחשת רק בנוכחות שלשדה מגנטי חיצוני. חומרים פאראמגנטיים נמשכים לשדות מגנטיים, ולפיכך יש להםפרמיאביליות מגנטית גדולה מאחד (או, באופן שווה ערך,סוספטיביליות מגנטית חיובית). אולם, בניגוד לפרומגנטים שנמשכים גם כן לשדות מגנטיים, פאראמגנטים אינם שומרים על המגנטיזציה בהיעדר שדה מגנטי חיצוני שמופעל עליהם.
לאטומים אומולקולות המהווים חלק מחומרים פאראמגנטיים ישמומנט מגנטי קבוע (דיפולים), גם בהיעדר נוכחות של שדה מגנטי. דבר זה מתרחש בעיקר בגלל נוכחות שלאלקטרונים לא מזווגים באורביטלים האטומיים או המולקולריים.
בפאראמגנטיות טהורה, הדיפולים לא יוצרים קשר אחד עם השני והם מאורגנים באופן אקראי בהיעדר שדה מגנטי חיצוני בעקבות התנועה התרמית הטבעית, והתוצאה של כך היא שנטו המומנט המגנטי הוא אפס.
כאשר מופעל שדה מגנטי, הדיפולים נוטים להיערך כמו השדה המופעל, כך שהתוצאה נטו של המומנט המגנטי היא בכיוון של השדה המופעל. בתיאור קלאסי, ניתן להבין כי סידור זה מתרחש בעקבות המומנט הסיבובי שמופעל על המומנטים המגנטיים על ידי השדה, שמנסה לסדר את הדיפולים במקביל אליו. אולם, ניתן להבין את המוצא האמיתי של הסידור הזה רק באמצעות התכונות הקוונטיות שלספין ושלתנע זוויתי.
אם יש מספיק חילופיאנרגיה בין דיפולים שכנים הם יצרו קשר, ועשויים באופן ספונטני להסתדר או להיות במצב אנטי-מסודר וליצור תחום מגנטי, מה שמסתיים בפרומגנטיות (מגנטים קבועים) או אנטי-פרומגנטיות, באופן עקבי. ניתן לצפות בהתנהגות פאראמגנטית בחומרים פרומגנטיים הנמצאים בטמפרטורה הגבוהה מטמפרטורת קירי שלהם, ובאנטי-פרומגנטים מעל לטמפרטורת ניל שלהם.
באופן כללי, אפקטים פאראמגנטיים הם די קטנים: הסוספטיביליות המגנטית היא בסדר גודל של 10-3 עד 10-5 עבור רוב הפאראמגנטים, אבל עשויה להגיע עד 10-1 עבור פאראמגנטים סינתטיים כגון פרו-נוזלים.
עבור רמות נמוכות של מגנטיזציה, ניתן לחשב את המגנטיזציה של פאראמגנט בקירוב על ידיחוק קירי:
כאשר:
חוק זה מצביע על כך שהסוספטיביליות של חומרים פאראמגנטיים נמצאת ביחס הפוך לטמפרטורה שלהם. אולם, חוק קירי תקף רק בתנאים של מגנטיזציה נמוכה, כיוון שהוא לא מתחשב ברווית המגנטיזציה שמתרחשת כאשר כל הדיפולים האטומיים מסודרים במקביל (לאחר שהכל מסודר, הגדלת השדה המגנטי החיצוני לא מגדילה את המגנטיזציה כיוון שלא יכול להיות "סידור נוסף").
יסודות יכולים להיות פאראמגנטים אם יש להם אלקטרונים לא מזווגים. להלן מספר דוגמאות:אלומיניום,בריום,חמצן,פלטינה,נתרן,סטרונציום,אורניום,מגנזיום,טכנציום (מלאכותי) ודיספרוסיום.
הרבה מלחים של קבוצתמתכות מעבר מסוג d ו-f מראים התנהגות פאראמגנטית. להלן מספר דוגמאות:נחושת גופרתית, דיספרוסיום אוקסיד,ברזלכלורידי, ברזל חמצני,הולמיום אוקסיד,מנגן כלורידי.
| מצביםמגנטיים | |
|---|---|
|
