التنغستن هو مادة مغناطيسية، وليس مادة مغناطيسية. تتولد مغناطيسيتها في المقام الأول عن طريق دوران الإلكترونات في أغلفة الإلكترونات غير المملوءة، لكن التفاعل بين العزوم المغناطيسية ضعيف، مما يمنع تكوين مغنطة عيانية.
عند استكشاف العالم المغناطيسي للمواد، غالبًا ما نواجه أنواعًا مختلفة من المواد المغناطيسية، مثل البارامغناطيسية والمغناطيسية الحديدية. إذن، ما هو نوع المغناطيسية التي ينتمي إليها معدن التنغستن؟
أولا، نحن بحاجة إلى توضيح المفاهيم الأساسية للمغناطيسية والمغناطيسية الحديدية. المواد البارامغناطيسية هي المواد التي، تحت مجال مغناطيسي مطبق، العزوم المغناطيسية للذرات أو الجزيئات داخل المادة تصطف قليلاً على طول اتجاه المجال، مما يؤدي إلى ضعف المغناطيسية. من ناحية أخرى، تمتلك المواد المغناطيسية الحديدية مغناطيسية أقوى ويمكن أن تشكل مغنطة عيانية تلقائيًا في غياب المجال المغناطيسي المطبق. تُظهر المغنطة علاقة غير خطية بين قوة المجال المغناطيسي وقوة المجال.
بالنسبة للعنصر المعدني التنغستن، فإن خواصه المغناطيسية هي في المقام الأول ممغنطة. وذلك لأن الترتيب الإلكتروني لذرات التنغستن يؤدي إلى عدد معين من أغلفة الإلكترونات غير المملوءة، ويمكن لدورات الإلكترونات في هذه الأغلفة غير المملوءة أن تولد لحظات مغناطيسية. ومع ذلك، على عكس المواد المغناطيسية الحديدية، فإن العزوم المغناطيسية لذرات التنغستن تتفاعل بشكل ضعيف، وغير قادرة على تشكيل بنية مجال مغناطيسي مستقرة، وبالتالي، تفتقر إلى مغناطيسية عيانية كبيرة. تحت تأثير المجال المغناطيسي الخارجي، تصطف العزوم المغناطيسية للتنغستن قليلاً على طول اتجاه المجال، مما يؤدي إلى تأثير مغناطيسي ضعيف.
للحصول على فهم أعمق للخصائص البارامغناطيسية للتنغستن، يمكننا دراسة الجوانب التالية:
1. ترتيب الإلكترونات وتوليد العزم المغناطيسي
باعتباره معدنًا انتقاليًا، يحتوي التنغستن على ترتيب إلكتروني معقد. في أغلفة الإلكترونات المملوءة جزئيًا، تولد دورات الإلكترونات لحظات مغناطيسية. تكون هذه اللحظات مضطربة في غياب مجال مغناطيسي خارجي، ولكن بمجرد تطبيق مجال مغناطيسي، فإنها تتحاذى قليلاً بواسطة القوة المغناطيسية.
2. التفاعلات بين العزوم المغناطيسية
على الرغم من أن ذرات التنغستن تمتلك عزومًا مغناطيسية، إلا أن التفاعلات بين عزومها تكون ضعيفة نسبيًا. يتناقض هذا بشكل حاد مع بنية المجال المغناطيسي المتفاعل بقوة في المواد المغناطيسية الحديدية. في المواد المغناطيسية الحديدية، يمكن أن تؤدي التفاعلات بين المجالات المغناطيسية المتجاورة إلى مغناطيسية عيانية كبيرة في المادة. ومع ذلك، لا يمكن للتنغستن أن يشكل بنية مجال مغناطيسي مماثلة بسبب التفاعلات الضعيفة بين لحظاته المغناطيسية.
3. السلوك المغناطيسي العياني
نظرًا لأن التفاعل بين العزوم المغناطيسية للتنغستن ضعيف وغير قادر على تكوين مغنطة عيانية، فإنه يُظهر فقط تأثيرًا مغناطيسيًا ضعيفًا تحت مجال مغناطيسي مطبق. هذا التأثير غير مهم مقارنة بالمغناطيسية القوية التي تظهرها المواد المغناطيسية.
