Aqui está um elemento factóide para você: nem todo ferro é magnético . A uma allotrope é magnético, mas quando a temperatura aumenta de modo que os de uma forma muda para o b forma, o magnetismo desaparece mesmo que a rede não muda.
Principais tópicos: nem todo ferro é magnético
A maioria das pessoas pensa no ferro como um material magnético. O ferro é ferromagnético (atraído por ímãs), mas apenas dentro de uma determinada faixa de temperatura e outras condições específicas.
O ferro é magnético em sua forma α. A forma α ocorre abaixo de uma temperatura especial chamada ponto Curie, que é 770 ° C. O ferro é paramagnético acima dessa temperatura e apenas fracamente atraído para um campo magnético.
Os materiais magnéticos consistem em átomos com invólucros de elétrons parcialmente preenchidos. Portanto, a maioria dos materiais magnéticos são metais. Outros elementos magnéticos incluem níquel e cobalto.
Metais não magnéticos (diamagnéticos) incluem cobre, ouro e prata.
Por que o ferro é magnético (às vezes)
O ferro magnético é o mecanismo pelo qual os materiais são atraídos pelos ímãs e formam ímãs permanentes. A palavra realmente significa magnetismo de ferro, porque esse é o exemplo mais familiar do fenômeno e o que os cientistas estudaram pela primeira vez. O ferro magnetismo é uma propriedade mecânica quântica de um material. Depende de sua microestrutura e estado cristalino, que pode ser afetado pela temperatura e composição.
A propriedade da mecânica quântica é determinada pelo comportamento dos elétrons . Especificamente, uma substância precisa de um momento dipolar magnético para ser um ímã, proveniente de átomos com invólucros de elétrons parcialmente preenchidos. Os átomos serão preenchidos com conchas de elétrons não são magnéticas porque têm um momento dipolo líquido de zero. O ferro e outros metais de transição possuem invólucros de elétrons parcialmente preenchidos; portanto, alguns desses elementos e seus compostos são magnéticos. Nos átomos dos elementos magnéticos, quase todos os dipolos se alinham abaixo de uma temperatura especial chamada ponto Curie. Para ferro, o ponto Curie ocorre a 770 ° C. Abaixo dessa temperatura, o ferro é ferromagnético (fortemente atraído por um ímã), mas acima dele o ferro muda sua estrutura cristalina e se torna paramagnético (apenas fracamente atado a um ímã).
Outros elementos magnéticos
O ferro não é o único elemento que exibe magnetismo . Níquel, cobalto, gadolínio, térbio e disprósio também são ferromagnéticos. Assim como o ferro, as propriedades magnéticas desses elementos dependem de sua estrutura cristalina e se o metal está abaixo do seu ponto de Curie. α-ferro, cobalto e níquel são ferromagnéticos, enquanto γ-ferro, manganês e cromo são antiferromagnéticos. O gás de lítio é magnético quando resfriado abaixo de 1 kelvin. Sob certas condições, o manganês , os actinídeos (por exemplo, plutônio e neptúnio) e o rutênio são ferromagnéticos.
Embora o magnetismo ocorra com mais frequência nos metais, também ocorre raramente nos não-metais. O oxigênio líquido, por exemplo, pode ficar preso entre os pólos de um ímã! O oxigênio possui elétrons emparelhados, permitindo que ele reaja a um ímã. O boro é outro não-metal que exibe atração paramagnética maior que sua repulsão diamagnética.
Aço Magnético e Não Magnético
O aço é uma liga à base de ferro. A maioria das formas de aço, incluindo o aço inoxidável, é magnética. Existem dois tipos amplos de aços inoxidáveis que exibem estruturas de treliça de cristal diferentes umas das outras. Aços inoxidáveis ferríticos são ligas de ferro-cromo que são ferromagnéticas à temperatura ambiente. Enquanto normalmente não magnetizado, o aço ferrítico fica magnetizado na presença de um campo magnético e permanece magnetizado por algum tempo após a remoção do ímã. Os átomos de metal no aço inoxidável ferrítico são dispostos em uma rede centrada no corpo (cco). Aços inoxidáveis austeníticos tendem a ser não magnéticos. Esses aços contêm átomos dispostos em uma estrutura cúbica (fcc) centrada na face.
O tipo mais popular de aço inoxidável, o Tipo 304, contém ferro, cromo e níquel (cada um magnético por si só). No entanto, os átomos dessa liga geralmente têm a estrutura de treliça fcc, resultando em uma liga não magnética. O tipo 304 se torna parcialmente ferromagnético se o aço for dobrado à temperatura ambiente.
Metais que não são magnéticos
Enquanto alguns metais são magnéticos, a maioria não é. Os principais exemplos incluem cobre, ouro, prata, chumbo, alumínio, estanho, titânio, zinco e bismuto. Esses elementos e suas ligas são diamagnéticos. Ligas não magnéticas incluem latão e bronze . Esses metais repelem fracamente os ímãs, mas geralmente não o suficiente para que o efeito seja perceptível.
O carbono é um não-metal fortemente diamagnético. De fato, alguns tipos de grafite repelem ímãs com força suficiente para levitar um ímã forte.
