مولکول اکسیژن پارامغناطیس است یا دیامغناطیس؟

بنا بر تعاریف رایج در فیزیک ، در حال حاضر مواد از لحاظ مغناطیسی به سه رده تقسیم بندی می‌شوند که عبارتند از :

1- مواد فرومغناطیس :
 مثل آهن که دارای دوقطبی‌های مغناطیسی مولکولی دائمی هستند و در میدان‌های آهنربایی در جهت خطوط میدان منظم می‌شوند و در شیب میدانِ آهنربایی جذب قسمتِ شدیدترِ میدان می‌شوند ،

2- مواد پارامغناطیس :
مثل اکسیژن که دارای دوقطبی‌های مغناطیسی مولکولی دائمی نیستند اما در میدان‌های آهنربایی، مولکول‌ها از لحاظ مغناطیسی دو قطب شمال و جنوبِ مغناطیسی پیدا می‌کنند یا به‌عبارتی در حضور میدان‌های آهنربایی به‌نحوی ضعیف جذب قسمت‌های شدیدترِ میدان می‌شوند ،

3- مواد دیامغناطیس :
 مثل بیسموت که نه دارای دوقطبیِ مغناطیسی دائمی هستند و نه در میدان مغناطیسی مولکول‌هیا آنها دوقطبیِ مغناطیسی می‌شوند، و از قسمت‌های شدیدِ میدانِ مغناطیسی رانده می‌شوند .

توانایی نظریه MO (اوربیتال مولکولی) در مقایسه با نظریه هایی که مبنی اوربیتال های مستقر می باشند را در یک مولکول O₂ می توان مشاهده کرد. برای سال ها به نظر می رسید که این امکان وجود نداشت که نظریه یک پیوندی را ارائه داد که با قدرت پیوند و رفتار مغناطیسی O₂ مطابقت داشته باشد. از یک طرف داده ها حاکی از این است که مولکول پارامغناطیس است و پیوند دوگانه دارد. از طرف دیگر می توان دو ساختار لوییس برای O₂ نوشت که هیچ یک ویژگی های این مولکول را ندارد. یکی پیوند دوگانه با تمام الکترون های جفت شده دارد و دیگری یک پیوند یگانه با دو الکترون جفت نشده دارد.

 

نظریه MO این تناقض را به خوبی حل می کند. همانطور که در شکل نشان داده شده است مرتبه پیوند برابر با دو می باشد: 8 الکترون اوربیتال های مولکولی پیوندی و 4 تا اوربیتال های مولکولی ضد پیوندی را اشغال می کنند.

براساس نمودارتراز انرژی اوربیتال مولکولی اکسیژن ،آرایش الکترونی مولکول را می توان بصورت زیر نوشت:

یعنی مولکول دارای دوالکترون منفرد (براساس قایده هوند )است و خاصیت پارامغناطیسی دارد.مرتبه پیوند برابر ۲(یک پیوند سیگما ویک پیوند π) است.طول پیوند برابر ۱/۲۰۷آنگستروم وانرژی پیوند برابر ۱۱۸کیلوکالری بر مول است.

خاصیت پارامغناطیسی O₂ مایع