磁铁为什么能吸住液氧?

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今天来欣赏氧分子的一个独特性质。在一大块磁铁非常靠近的两极之间倒下一点液氧,可以看到液氧被磁场吸引,停留在磁铁中间,直到气化。




这个实验演示展现了液氧的顺磁性(Paramagnetism)。具有顺磁性的材料会被磁铁吸引,但这种吸引不像对铁磁性材料那样强。


产生顺磁性的条件是分子中存在未成对的电子,然而氧分子中存在未成对电子这件事从价键理论出发没办法解释,所以一般是通过另外一种理论——分子轨道理论来进行解释。


照例下面我会进行简单的说明。不过我觉得这个很难这么说清楚,如果确实想要深入了解的话,最好还是进行一些系统的学习


简单说,分子轨道理论不再区分哪部分电子来自哪一个原子,而是会把整个分子中的电子放在一起考虑它们的排布规律,就像原子轨道那样把它们按规律依次填入一系列不同能级的轨道当中。按照分子轨道理论,氧分子的基态正好会有两个电子是落单的,这两个电子分别在不同轨道上落单的状态比它们成对更稳定。


液氧还是挺危险的,发生氧化反应时也很剧烈,请不要拿来玩(虽然一般也没得玩)。


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