ニッケル○％とクロム△％の合金が非磁性になるのはニッケルークロム合金の電子配置はどういうふうになっているからですか？

質問

ニッケル○％とクロム△％の合金が非磁性になると載っていました。ニッケル単体及びクロム単体の電子配置；１Ｓ^2　２Ｓ^～は、理解しているつもりです。スピンの入る順番、それぞれに入る数などは理解しています。強磁性になる意味も理解しています。しかし、なぜニッケル○％とクロム△％の合金が非磁性になるのか、わかりません。どんな電子配置になるか教えてください。

回答No.2

oldwave

参考までに。
金属状態のNiもCrも、その磁性を担う電子は原子の平均距離より外に広がっており、周りの電子と重なり合っています（バンド電子的という）。NiとCrの合金の場合特にその傾向が強く、例えばNiの3d電子が使っていないエネルギーの高い状態も、Crの3d電子と混ざり合うことで使えるようになります。原子の磁性は電子がどんな軌道を描くかによって決まりますので、あらゆる軌道が使われてしまうと閉核になってしまい、磁性を持たなくなります。(正しくはスピンと軌道をキチッと考えないといけませんが。）　NiとCrの合金の場合は、お互いの電子が混じり合い、空いている軌道を占め合うことで、磁性を無くしてしまいます。強く相互し合う合金は、大体このような傾向で磁性を失っていきます。

お礼

回答有難うございます。私のような化学素人でもとても理解し易い内容です。感謝致します。

回答No.1

leo-ultra

磁性は専門ではないので間違っていたらごめんなさい。

まず、Crが入っていない場合のニッケルを考えます。

ご存知のようにニッケルは金属です。
問題の３ｄ軌道は、希土類の４ｆ軌道ほど局在性が強くないので、ひとつの原子にとどまらずに空間的に広がっており、他の原子と相互作用します。その結果、Niの孤立原子の単一の電子配置では表せない状態にあると思います。

（そもそも、Niはバンド磁性）

だからご質問のようなNi原子の単一の電子配置という形では表せません。

実際、無理やりに金属Niの電子状態を表すと、３ｄ軌道には電子が9.394個入っていることに相当します。

電子の数が整数になりません。

Crの入っていない金属Niの状態でさえ、電子配置で表せないのですから、Crが入った場合も同様だと思います。