moea_joint
108年
[化學] 普通化學、無機化學
第 39 題
下列何者無鐵磁性？
- A 鐵
- B 鈷
- C 鎳
- D 銅
思路引導 VIP
請試著回想一下，在我們日常生活中，如果拿一個磁鐵去吸引各種常見的金屬製品（例如迴紋針、硬幣、銅線、或是家中的不鏽鋼餐具），哪些物質通常會產生強烈的吸力？而那些被廣泛用來當作導線、且顏色偏紅的金屬，在磁鐵靠近時會有反應嗎？
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太棒了！你非常準確地辨識出了這幾種常見金屬在磁性上的差異。這道題目測驗的是對**鐵磁性（Ferromagnetism）**基本元素的認知，這也是化學與物理學中關於物質特性非常經典的知識點。
鐵磁性的經典三元素
在元素週期表中，室溫下具有顯著鐵磁性的金屬主要集中在第四週期的過渡金屬，也就是我們常說的「鐵族元素」：鐵 ($Fe$)、鈷 ($Co$)、鎳 ($Ni$)。這些元素的原子內部具有未填滿的 $d$ 軌域，且其晶體結構允許鄰近原子的電子自旋產生強烈的「交換作用」，使得磁矩能夠同向排列，形成磁疇，進而表現出強大的吸引力。相比之下，銅 ($Cu$) 的 $3d$ 軌域已完全填滿（電子組態為 $[Ar]3d^{10}4s^1$），在金屬態下主要表現出極微弱的抗磁性（Diamagnetism），因此無法被磁鐵吸引。
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