金は、化学記号 Au、原子番号 79、電子配置 [Xe] 4f^14 5d^10 6s^1 で、最も価値が高く、広く認知されている貴金属の XNUMX つです。光沢、展性、変色しにくい性質で知られる金は、何世紀にもわたって宝飾品、電子機器、金融に使用されてきました。しかし、その磁気特性に関してよく疑問が生じます。金は磁性体なのでしょうか? この疑問は、材料科学と磁性の基本原理に触れ、金の物理的特性に関する興味深い探求を提供します。
磁気の基礎
磁性は電荷の動きから生じます。原子には電子が含まれており、電子は原子核の周りを回転し軌道運動することで小さな磁場を生成します。物質の全体的な磁気特性は、これらの原子磁気モーメントの配列と相互作用によって決まります。
磁石はどのように機能するのでしょうか?
磁石は電子の挙動によって機能します。永久磁石では、分子の電子が同じ方向に回転するように配置されており、均一な磁場を形成します。磁石には N 極と S 極があり、反対の極は引き合い、同じ極は反発します。この電子の配置と動きによって N 極から S 極へ流れる磁力が発生し、磁石の周囲に磁場が形成されます。
金は磁性がありますか?
純金は磁性を帯びません。反磁性物質として分類されており、磁場に対して弱い反発力を持っています。純金自体は磁石にくっつきませんが、「純金」ジュエリーが磁石に引きつけられる場合は、鉄やニッケルなどの他の金属が含まれている可能性があります。ほとんどの金のジュエリーは合金で、耐久性を高めたり色を変えたりするために、銀、銅、ニッケルなどの金属が混ぜられていることがよくあります。したがって、金のジュエリーが磁性を帯びていない場合でも、必ずしも純度を証明するものではありません。合金であったり、金以外の金属でコーティングされている可能性があります。
金メッキと本物の金
磁石が金の物体を引き付ける場合、それは金メッキ、不純、または偽物である可能性が高いです。純金は柔らかくて展性があるため、通常は他の金属と合金にしてより硬い素材を作ります。ほとんどのジュエリーは、18金や9金などの合金で作られています。合金によっては、鉄などの金属が含まれていると磁性を示す場合があります。金メッキは、ベースメタルを薄い金の層でコーティングするものであり、コストを削減したり、材料を保護したりする目的でよく使用されます。ジュエリーであろうとなかろうと、純金は磁石に引き付けられません。
実験的証拠
金の磁気特性を調べるために、数多くの実験が行われてきました。磁場に置かれると、金は非常に弱い反発力を示します。この反磁性効果は非常に小さいため、感度の高い機器がなければ検出できないことがよくあります。実際、日常の環境では、金は目立った磁気吸引力や反発力を示しません。
金合金と不純物
純金は反磁性ですが、金合金は異なる磁気特性を示す可能性があることに注意することが重要です。金は、宝石や工業用途で使用するために硬度と耐久性を向上させるために、他の金属と合金にされることがよくあります。
- 金ニッケル合金: 強磁性材料であるニッケルを添加すると、合金に磁気特性を与えることができます。ただし、磁気効果は純粋なニッケルに比べて大幅に弱くなります。
- 金銅合金銅は金と同様に反磁性なので、金と銅の合金も反磁性になります。
- 金パラジウム合金パラジウムは常磁性体であり、金との合金は弱い常磁性を示します。
金に不純物が存在すると、その磁気特性にも影響が及ぶ可能性があります。微量の強磁性物質はわずかな磁気効果をもたらす可能性がありますが、通常は無視できる程度です。
磁気は金の良否を判断するのに適していますか?
磁性は金の純度を大まかに示しますが、信頼できるテストではありません。純金は磁性を帯びていないため、金製品が磁石に引きつけられても、それは純金ではありません。ただし、金合金には磁性金属が含まれることがあるため、磁石テストはあくまでも予備的なガイドにすぎません。正確な結果を得るには、刻印や酸テストを使用するか、信頼できる宝石商に相談してください。
金属探知機はなぜ金を見つけることができるのでしょうか?
金属探知機は、金属物体にエネルギーを与える電磁場を発して金を見つけます。電磁場が金属に遭遇すると、電磁信号が生成され、探知機のサーチコイルがそれを拾います。探知機の周波数を調整することが鍵となります。銀などの大きな金属には低周波数 (約 5kHz) が適しており、金貨などの小さな金製品を検出するには高周波数 (最大 40kHz) の方が効果的です。
なぜ金は反磁性を示すのでしょうか?
金は、その電子配置と基本的な物理的原理により、反磁性を示します。電子配置 [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s¹ では、金は電子対を持ち、その磁気モーメントは打ち消されるため、正味の磁気モーメントはゼロになります。パウリの排他原理によれば、これらの電子対は磁場に寄与しません。その結果、金の反磁性は非常に弱く、磁場によってわずかに反発されるだけであり、感度の高い機器がなければ感知できないことがよくあります。
ホワイトゴールドは磁性がありますか?
ホワイト ゴールドは磁性を持ちません。通常、非磁性の銀とパラジウム、または磁性を持つニッケルが含まれていますが、その割合は通常非常に低いです。そのため、金の混合率やカラットに関係なく、ホワイト ゴールドは磁石で検出できません。
他の金属との比較
強磁性体や常磁性体と比較すると、金の磁気反応はごくわずかです。たとえば、鉄は強い強磁性を示しますが、アルミニウムなどの材料は弱い常磁性を示します。金の磁気特性はそれほど顕著ではなく、実質的には非磁性です。
関連リソース アルミニウム磁気ですか
この表は、金、鉄、アルミニウムの磁気挙動の主な違いを示しています。
| 金属 | 磁気の種類 | 説明 | 磁気応答 |
|---|---|---|---|
| ゴールド（Au） | 反磁性 | 弱い負の磁気反応を示し、外部の磁場に対してわずかな反発力を生み出します。 | 非常に弱く、本質的に非磁性 |
| 鉄（Fe） | 強磁性 | 材料内の磁気モーメントの整列により、強力で永久的な磁気特性を示します。 | 磁石に強く引きつけられる |
| アルミニウム（Al） | 常磁性 | 弱い正の磁気特性を示し、外部磁場とわずかに一致します。 | 磁石に対する弱い引力 |
磁性を持つ金属と持たない金属
磁性金属には鉄、ニッケル、コバルト、一部のステンレス鋼などがあり、永久磁石に引き付けられます。亜鉛は、非常に強い磁場でもわずかに磁性を示します。対照的に、非磁性金属には金、アルミニウム、銀、銅があります。金は反磁性で、磁石に対して弱い反発力を示します。アルミニウムの結晶構造と銀の固有の特性により、これらは非磁性です。銅は磁性はありませんが、磁場との相互作用があるため、電気用途で役立ちます。
| 磁性金属 | 非磁性金属 |
|---|---|
| 鉄、ニッケル、コバルト、希土類金属、ステンレス鋼 | 金、アルミニウム、銀、銅 |
関連リソース ステンレススチールは磁性を持ちますか
金の用途
金には顕著な磁気特性がないため、さまざまな用途での使用に影響を及ぼします。
- ジュエリーと装飾金は、酸化や腐食に対する耐性と非磁性を併せ持つため、磁気相互作用が問題にならないジュエリーや装飾品に最適です。
- 電子: 金は優れた導電性と耐腐食性があるため、電子機器に使用されています。非磁性のため、敏感な電子部品の動作を妨げません。
- 医療および科学機器: 医療用画像診断ツールでは、金の非磁性特性が有利です。これにより、金ベースの化合物が磁気共鳴画像 (MRI) に干渉しないことが保証されます。
金の磁性をテストする
金が磁性を持つかどうかを判断するには、磁石を使った簡単なテストを行うことができます。
- マグネットテスト: 金の物体の近くに強力な磁石を置きます。物体が磁石に引きつけられる場合、その物体には磁性材料が含まれているか、強磁性特性を持つ合金である可能性があります。ただし、純金は磁石に引きつけられません。
- 合金に関する考慮事項: 金は他の金属と合金化されることがあり、磁性を示すことがあります。たとえば、鉄やニッケルを混ぜた金の合金はある程度の磁性を示すことがありますが、純金自体は非磁性のままです。
まとめ
金は、従来の意味では磁性を持ちません。反磁性の性質を持つため、磁場を弱く反発しますが、この効果は日常的な磁石では感知できないほど微妙です。金の磁気特性を理解することは、さまざまな科学および産業用途において極めて重要であり、高精度の機器や電子機器での使用に適していることを保証します。
要約すると、金は目立った磁気特性を示さないかもしれませんが、その動作は物質が磁場と相互作用する多様な方法を証明しています。
その他のリソース:
金の融点 – 出典: BOYI
銀は磁性がある – 出典: BOYI
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Q＆A
磁石は、磁場と一致する不対電子を持つ鉄などの物質を引き付けます。強い磁場に置かれると、これらの物質は一時的に磁化されます。紙やプラスチックなど、自由電子を持たない物質は引き付けられません。
純金自体は磁性を帯びません。ただし、金を鉄、亜鉛、ニッケルなどの金属と合金にすると、磁性を帯びることがあります。18k、14k、10k の金やホワイト ゴールドで作られたジュエリーは、使用されている合金によっては磁性を帯びる場合があります。金合金の磁性は温度によっても変化し、磁力の強さに影響します。
金は個々の原子に不対電子を持っていますが、金属金ではこれらの電子は原子間で共有されており、磁性には寄与しません。この配置は、純金が古典的な磁性を示さないことを意味します。代わりに、金は反磁性であり、共有電子配置により磁場に対して弱い反発効果を持ちます。
実際のほとんどのケースでは、純金は磁石にくっつかず、わずかに反発することもあります。金の不対電子は高密度のため結合しており、強い磁気相互作用を防ぎます。この特性により、金は融点が高く、反応性が低く、電気伝導性に優れています。
カタログ： マテリアルガイド
この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
