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108 Q 18 Molekularrefraktion, magn. Suszeptibilitat U. chem. Bindung 8 18 Molekularrefraktion, magn. Suszeptibilitat u. chem. Bindung 109
Ausdehnung der n-Elektronen uber das konjugierte Doppelbindungssystem.
Bei den magnetischen Eigenschaften der Molekule findet man
ein analoges Verhalten. Auch hier gilt Additivitat der magnetischen
Molekularkonstanten (Suszeptibilitat), solange die an einer Bindung
beteiligten Elektronen an bestimmten Stellen lokalisiert sind. Bei
Molekulen mit konjugierten Doppelbindungen treten jedoch weit,-
gehende Abweichungen von der Additivitat auf, die durch mesomere
Elektronenverschiebungen gedeutet werden. Um diese zu
Abb. 21. Verhalten der Korper im magnetischen Feld
verstehen, mussen, ahnlich wie bei der elektrischen Molekularpolarisation,
die Beziehungen zwischen den makroskopischen und
den molekularen magnetischen Konstanten klargelegt werden.
Seit FARADAY (1845) erkannte, das alle Stoffe magnetisierbar
sind, unterscheidet man zwei Stoffklassen, die &amagnetische und
die paramagnetische, je nachdem die betreffenden Substanzen in
ein inhomogenes magnetisches Feld hineingezogen oder herausgestosen
werden (Abb. 21). Die Wirkung eines homogenen magnetischen
Feldes ist nur eine richtende : Ein diamagnetischer Stab
stellt sich senkrecht, ein paramagnetischer hingegen parallel zu den
magnetischen Kraftlinien ein. In einem inhomogenen magnetischen
Feld erfolgt auser der genannten Orientierung auch eine Wanderung
der paramagnetischen Stoffe nach Stellen groserer Feldstarke.
Die diamagnetischen Substanzen wandern hingegen in
Richtung kleinerer Feldstarke. Zur Deutung dieses unterschiedlichen
Verhaltens dient die Vorstellung, das durch das ausere magenetische
Feld, im Innern der Stoffe, ein magnetisches Dipolmoment
induziert wird, dessen magnetische Pole, bei den paramagnetischen
Substanzen, zu den Polen des auseren magnetischen
Feldes entgegengesetzt gerichtet sind. Dadurch findet Anziehung
und Wanderung nach Stellen hoherer Feldstarke statt. Bei den
&amagnetischen Stoffen besitzt das durch die Influenzwirkung
entstehende magnetische Moment eine entgegengesetzte Richtung,
wodurch eine Abstosung, d. h. eine Wanderung des magnetisierten
Stoffes nach Stellen kleinerer Feldstarke erfolgt.
In der heutigen Deutung der magnetischen Erscheinungen ist
die Amphresche Vorstellung der elementaren Kreisstrome in modifizierter
Form ubernommen worden. Bekanntlich hat AMP&RE die
Erscheinung des Ferromagnetismus, der nur ein sehr starker Paramagnetismus
ist, durch die Annahme immer vorhandener, jedoch
regellos gerichteter Elementarstrome erklart, die durch das ausere
magnetische Feld orientiert werden und damit dessen Wirkung erhohen.
Nach heutiger Auffassung sind in den paramagnetischen
Stoffen permanente magnetische Dipole vorhanden, die entweder
von unkompensierten Bahnmomenten oder von unkompensierten
Spinmomenten einsamer Elektronen herruhren. Dagegen entstehen
bei den diamagnetischen Stoffen erst bei Anlegung des auserenFeldes
durch Induktion magnetische Momente. Sie kommen durch die Veranderungen
der Geschwindigkeit der kreisenden Elektronen zustande
und sind immer dem auseren Feld entgegengesetzt gerichtet.
Diese Zusammenhange lassen sich in sehr schematischer Weise
an Hand der Abb. 22 klarmachen. Es seien in einem Molekulverband
zwei Elektronenkreisstrome so miteinander verbunden, das
ihre Richtung einen gegenlaufigen Sinn hat (a). Die senkrecht zu
jeder Kreisbahn stehenden magnetischen Momente (durch einen
Pfeil angedeutet) sind einander entgegengesetzt gerichtet, so das
das Molekul insgesamt durch innere Kompensation der magnetischen
Momente kein permanentes Moment besitzt. Wird jetzt
ein auseres Magnetfeld der Starke H angelegt, so werden in die
Kreisbahnen Spannungen induziert, die nach der Lenzschen Regel
das Kreisen des Elektrons in der oberen Bahn beschleunigen, in der
unteren hingegen verlangsamen. In beiden Fallen entsprechen diesen
Stromintensitatsanderungen induzierte magnetische Momente,