Magnetismo de rocas

Estudio
mineralógico
de
suelos
Mössbauer. Cerón Loayza, María Luisa

agrícolas

por

espectroscopía

CAPITULO III
MAGNETISMO DE ROCAS Y MINERALES
ξ 3.1 CONCEPTOS BÁSICOS
Para entender el magnetismo de los minerales primero se debe comprender el
comportamiento de los iones tanto aislados como cuando interactúan entre si. A nivel atómico,
el momento dipolar magnético de un ionlibre se divide en dos partes: el momento dipolar
orbital asociado al movimiento de las cargas eléctricas alrededor del núcleo y el momento de
espín debido a los electrones desapareados. Los materiales con momentos magnéticos
permanentes se llaman paramagnéticos y los que no lo tienen, diamagnéticos. Si los momentos
magnéticos
alcance

permanentes interactúan colectivamente para producir unorden magnético de largo

puede

aparecer

una

magnetización

espontánea.

Estos

materiales

se

llaman

ferromagnéticos o ferrimagnéticos, según el tipo de ordenamiento. En los materiales
antiferromagnéticos existe orden de largo alcance pero la magnetización espontánea es nula.
En lo que sigue se dará un breve resumen del magnetismo de algunos minerales, se
describirá susestructuras y propiedades magnéticas, y se dará sus parámetros hiperfinos.

3.1.1 DIAMAGNETISMO
Los materiales que exhiben una magnetización inducida opuesta al campo aplicado son
llamados diamagnéticos. Los átomos o iones que contienen electrones apareados no presentan
un momento magnético permanente. Pero ante un campo magnético aplicado, esos electrones
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Biblioteca Central UNMSM

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precesan originando un campo magnético opuesto al campo magnético aplicado. Todos los
materiales exhiben este comportamiento diamagnético, aunque en general es muy débil
comparado con otros fenómenosmagnéticos.

3.1.2 PARAMAGNETISMO
Los átomos o iones pueden exhibir un momento magnético permanente. Bajo la
influencia de un campo aplicado estos momentos tenderán a alinearse en la dirección del
campo, dependiendo de la intensidad del campo y de la temperatura. Estos materiales son
llamados en general paramagnéticos.

3.1.3 INTERACCIONES DE INTERCAMBIO Y SUPERINTERCAMBIO
Según elprincipio de Pauli, dos electrones en el mismo orbital deberán tener espines
opuestos. Por otro lado, la regla de Hund de la multiplicidad de espín establece que los
orbitales atómicos se ocupan de forma tal que se maximiza el espín total. Como consecuencia
de estas reglas, los orbitales solapados influyen en la orientación de los momentos magnéticos
vecinos, llevando a un orden de largo alcance. Parel caso de Fe

+3

se puede ver un esquema en

la figura 3.1.a). Este fenómeno es consecuencia de la interacción de intercambio electrónico y
puede producir magnetizaciones macroscópicas muy grandes.
En el caso de los minerales de óxidos, el intercambio entre cationes vecinos a menudo
tiene lugar por medio de la interacción de un electrón orbital del ion de oxígeno intermedio.
Este tipode interacción se llama de superintercambio (ver figura 3.1.b)

3+

para el Fe . El

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superintercambio

es

definido

negativo

cuando

los

agrícolas

momentos

por

espectroscopíamagnéticos

vecinos

son

antiparalelos. En este caso se forman dos subredes magnéticas antiparalelas.[02]
La interacción entre iones paramagnéticos está dominada por la interacción de
superintercambio y el efecto de la interacción se puede modelar por un campo medio H, que
I
es proporcional a la magnetización total de la muestra:
HI = αM
donde

α es una constante, M depende del...