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4 Magnetismo
4.1
4.2
4.3
4.4

Tipos de comportamiento magnético
Diamagnetismo. Constantes de Pascal
Paramagnetismo
El magnetismo de los complejos de los metales de transición

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En este tema vamos aconsiderar algunos aspectos del magnetismo que serán fundamentales para
entender los espectros de RMN y RSE de los complejos de los metales de transición, pero también para
obtener información directa sobre su estructura electrónica.
4.1 Tipos de comportamiento magnético
Susceptibilidad magnética. El campo magnético dentro de una sustancia, llamado inducción magnética
B, difiere del valor, en elvacío, del campo aplicado, H0. La diferencia está relacionada con la
magnetización M de la muestra:
B = H0 + 4πM

El comportamiento magnético de una sustancia se determina midiendo su magnetización en el seno de un
campo magnético. La susceptibilidad magnética por unidad de volumen χ v mide lo susceptible que es
una sustancia a la magnetización y se define como:
M
χv =
H0
La susceptibilidadmagnética molar χ se obtiene de la siguiente forma (Vm es el volumen molar):

χ v × Vm = χ
El valor de la susceptibilidad puede ser positivo, si la magnetización de la muestra refuerza el campo, o
negativo, si se opone al campo. La susceptibilidad magnética puede determinarse mediante una balanza
de Gouy (figura 4.1).
Balanza

Muestra

Figura 4.1. Balanza de Gouy. Al aplicar un campomagnético, se
modifica el peso aparente de la muestra debido a que se ejerce una
fuerza sobre ella proporcional al gradiente del campo. El peso
puede aumentar o disminuir, dependiendo del signo de la
susceptibilidad magnética.

Electroimán

Existen varios tipos de comportamiento magnético, algunos de los cuales se resumen en la tabla 4.1.
Tabla 4.1. Algunos tipos de comportamiento magnéticoSusceptibilidad magnética, χ
Tipo

Magnitud

Diamagnetismo

Signo
–

Paramagnetismo

+

0 a 10 –4 uem

Ferromagnetismo

+

10–4 a 10–2 uem

Dependiente

Antiferromagnetismo

+

0 a 10 –4 uem

Dependiente

10–5 uem

Dependencia del campo
Independiente
Independiente

Origen
Campo inducido, circulaciones
electrónicas de pares de electrones
Momento angular delelectrón
Alineamiento de los espines por
interacción dipolo–dipolo de los
momentos de átomos adyacentes
Apareamiento de los espines por
interacción dipolo–dipolo

Diamagnetismo. Su origen está en las circulaciones de los pares electrónicos inducidas por el campo, que

36 | Determinación estructural de compuestos inorgánicos

se oponen a él y que tienden a desplazar la muestra fueradel campo. Por tanto, el signo de la
susceptibilidad magnética de las sustancias diamagnéticas es negativo. Como la intensidad de la
magnetización M es proporcional al campo (la magnetización es nula si el campo es nulo), la
susceptibilidad es independiente del propio campo.
Paramagnetismo. Ley de Curie. Tiene su origen en los momentos angulares de las partículas cargadas,
los cuales tienenasociado un momento magnético. Aunque el núcleo atómico es una partícula cargada y
puede presentar momento angular de espín, sus momentos magnéticos son más de 103 veces inferiores a
los que genera un electrón, y por tanto despreciables. En un electrón, tanto el momento de espín como el
angular aportan paramagnetismo, aunque generalmente la aportación del espín es más significativa.
El momentomagnético del electrón tiende a alinearse con el campo externo, reforzándolo, por lo
que la susceptibilidad paramagnética es positiva. La magnetización paramagnética de una sustancia en
ausencia de campo es nula ya que los momentos magnéticos individuales de los electrones se orientan al
azar resultando en su mutua anulación. En presencia del campo, la magnetización aparece como
consecuencia...