Por que ímãs não possuem efeito sobre alguns metais?

Escrito por john brennan | Traduzido por kelly isayama
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Por que ímãs não possuem efeito sobre alguns metais?
Ímãs atraem ferro, mas nem todos os metais se comportam dessa maneira (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

É de conhecimento geral que se um ímã é aproximado de um prego de ferro, ocorrerá um fenômeno de atração da peça em direção ao ímã. Contudo, nem todos os metais se comportam da mesma forma. Alguns deles são o que os cientistas chamam de ferromagnéticos, o que significa que eles se tornam permanentemente magnetizados por um ímã. Outros são paramagnéticos, indicando que esses metais são temporariamente magnetizados. Por último, tem-se os compostos diamagnéticos, que sofrem uma repulsão fraca vinda de um campo magnético.

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Spin

Os elétrons possuem uma propriedade chamada de spin, que é parecida com o momento angular (por exemplo, uma bola girando em torno de seu eixo). Contudo, é importante não levar essa analogia muito longe, já que o spin dos elétrons é muito diferente dos movimentos giratórios que costuma-se ver no dia a dia, como é o caso de um peão girando. Um elétron pode ter um spin de +1/2 ou -1/2. Consequentemente, eles agem como pequeníssimos ímãs. Se dois deles estiverem pareados em um mesmo orbital, os campos magnéticos que eles produzem se cancelam, fazendo com que o átomo não produza um campo magnético.

Domínios

Em materiais ferromagnéticos como o ferro, os átomos possuem redes de campos magnéticos e são agrupados com outros átomos em uma subunidade chamada de domínio. Esses domínios podem ser alinhados em qualquer direção aleatória ou na mesma direção, juntamente com seus vizinhos. Geralmente, os campos magnéticos não estão alinhados e um pedaço de ferro em si não possui campo magnético justamente pelo fato dos campos atômicos alinhados aleatoriamente se cancelarem. Porém, quando um campo magnético externo é aproximado, os átomos do metal se alinham a ele e o objeto se torna magnetizado.

Materiais diamagnéticos

Em um campo diamagnético, cada átomo possui elétrons pareados que, por sua vez, produzem campos magnéticos individuais que se cancelam. Quando um objeto diamagnético é trazido para perto de um ímã, são criados pequenos circuitos de corrente nos átomos do material, como se fossem aqueles presentes em fiações elétricas. Obedecendo à lei da física chamada Lei de Lenz, as correntes produzidas se movem de forma a gerarem um campo magnético na direção oposta ao que campo aplicado inicialmente.

Efeitos

Nem sempre um metal diamagnético, como o cobre, é atraído por um ímã. Nesse caso, ocorre uma repulsão bastante fraca. Por isso, o campo magnético aplicado precisa ser muito forte, do contrário não será possível observar esse fenômeno de afastamento. Mesmo assim, a repulsão é resultado da estrutura do metal em nível atômico. O cobre possui todos os elétrons pareados em orbitais, então os átomos não possuem momentos magnéticos em rede. O diamagnetismo é, de longe, o fenômeno mais comum entre os elementos da tabela periódica, sendo muito mais recorrente que o ferromagnetismo e o paramagnetismo.

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