Explicando A Matéria: Comportamento Magnético dos Materiais

      Nessa semana o Explicando A Matéria traz como tema o comportamento magnético dos materiais, propriedade vital para o funcionamento de vários dispositivos tecnológicos, como computadores, celulares, motores elétricos e geradores e transformadores de energia elétrica.
        Os materiais têm seu comportamento magnético determinado por sua estrutura eletrônica. Essa, por sua vez, é resultado dos momentos magnéticos dos elétrons, resultantes do movimento orbital desses elétrons ao redor do núcleo do átomo (momento angular orbital) e do sentido de rotação do elétron ao redor de um eixo (momento angular de spin). Os momentos de orbitais de alguns pares eletrônicos se cancelam mutuamente, e o mesmo acontece com momentos de spin contrários. Dessa forma, o comportamento magnético resultante de um átomo consiste na soma dos momentos magnéticos de cada um de seus elétrons constituintes. Os tipos de comportamento magnético incluem o diamagnetismo, o paramagnetismo e o ferromagnetismo.
        Materiais diamagnéticos são aqueles que, ao serem colocados na presença de um campo magnético externo, produzem um momento magnético na direção oposta à do campo aplicado, induzido por uma mudança no movimento orbital dos elétrons. Esse momento tem uma magnitude muito baixa e desaparece assim que o campo magnético externo é retirado. Esse tipo de magnetismo está presente em todos os materiais, mas só consegue ser visto quando não há outro tipo de magnetismo presente. Exemplos de materiais que possuem esse tipo de comportamento são mercúrio, ouro, chumbo e prata.
        Quando não há o cancelamento completo dos momentos magnéticos dos átomos, estes apresentam dipolos magnéticos. Em materiais paramagnéticos esses momentos se orientam aleatoriamente, de forma que o material não apresenta um momento magnético resultante. Porém, com a presença de um campo magnético externo esses dipolos são rotacionados e se alinham ao campo externo. São objetos fracamente atraídos por ímãs, como alumínio, sódio, magnésio e cálcio.
        Tanto materiais paramagnéticos quanto diamagnéticos não são considerados magnéticos, uma vez que exibem magnetização apenas na presença de um campo externo. No caso de materiais ferromagnéticos, os dipolos atômicos se alinharão mesmo sem a presença de um campo externo, e na presença de um geram grandes magnetizações. São materiais fortemente atraídos por ímãs, como ferro, níquel e cobalto.

Fonte: Callister, 8ª Edição.