磁石にくっつく金属と言えば、誰でも鉄が真っ先にピンと浮かびますが、鉄以外で磁石にくっつく金属ってありますか?

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A 回答 (3件)

No.2の方の回答より突っ込んで知りたい場合に読んでください。



遷移金属(3~12族元素)が磁性を担う元素になります。

3dに限らず、最外核s軌道より主量子数の小さいd軌道が、最外核s軌道より外側に存在できるから磁性を示します。(f軌道も然り)
また、電磁気学だけではなく量子力学(こっちが主)により説明されます。

元素単体で磁石にくっつくのは、ニッケル、コバルト、鉄の3種です(wikiには条件付きでガドリニウムがかかれていますが希土類であるのでここには入れません)。これらは強磁性体で、最外殻d軌道電子同士が2次の相転移を起こすことで結合し、電子のもつスピンによる磁化を1方向に揃える働きがあります。(電子同士の結合は量子力学で交換相互作用と呼ばれ、その大きさはJで表されます。Jの正負で強磁性、反強磁性を示します。)
これが外部磁界と相互作用することで「磁石がくっつく」という現象を起こします。(外部磁場の方向に磁化を揃える方がエネルギーが低くなり、安定になるため。磁石にくっついている状態は、磁石とくっついている金属を一体の磁石と考えられるから。電子同士の距離が近いほど強固に結合する。)

遷移金属を含む化合物で強磁性を示すものもあり、これらも磁石にくっつきます。

余談:強磁性体には硬磁性体、軟磁性体があり、磁石には保持力の大きい硬磁性体が使われます。(保持力が小さい軟磁性体だと他の磁石の影響や強力な磁界がかかったときに、磁力が弱まり易い。反転もしてしまう。軟磁性体は外部磁場の方向に磁化が揃いやすく、ハードディスクの磁性膜や変圧器の磁心などに主に用いられます)

強力な磁石にはネオジム磁石(鉄にある分量で他の元素を混ぜたもの)などがあります。(軟磁性体ならば鉄コバルト)
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

難しい回答ですが、勉強して理解しようと思います。

お礼日時:2012/07/07 15:29

鉄族の元素は


価電子が3d軌道という特殊な配置を取るため
磁気モーメントを残したままになります。
電子が原子の周りを回っているということは、いいかえると電流が起こっている、ということは
磁界が存在するということです。(法則どおり、フレミングとか右ネジとか)
普通の原子の場合分子になった時にはこれが相互に打ち消されますが
鉄族の原子は上記の3d軌道となり、外郭電子の結合に関係せず単独で存在するため
磁気モーメントが偏って残ったままになるのです。

こいつらの偏りを1方向に揃えたものが つまり 磁石 と呼ばれるものなのです。

正確には鉄以外の元素でも上記の理由を満たせばいけますが
なんの種類の元素だったか忘れました。

さて、なぜ磁石に鉄がくっつくかということを ものすごくはしょって書きましたが
理系大学の電磁気学という学問自体で説明される内容なので(本が一冊いる)
ここに書ききれる内容ではないです。ごめんなさい 
科学って楽しいですね
参考までに
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

お礼日時:2012/07/07 15:28

ニッケル、コバルト、それらの合金など。


昔の50円玉は磁石にくっつきましたよ。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

>ニッケル、コバルト
それでは、鉄、ニッケル、コバルトはどうして磁石にくっつくんでしょうか?

お礼日時:2012/07/07 11:45

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磁石に鉄、コバルト、ニッケルなどはつきますがアルミニウム、金、銀、銅などはつかないのはなぜか理由を知っている方は教えてください。

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原子を構成する電子のスピンが関係しています。
スピンとは電子の自転運動に相当し、スピンによって電子そのものが磁石としての性質を持ちます。
電子のスピン同士はお互いを打ち消し合う性質を持ちますが、鉄、コバルト、ニッケルはすべて打ち消し合わずに3d軌道と呼ばれる電子軌道にスピンが余ります。
このような物質が強い磁界に入り込むと、余ったスピンにより、強磁性体(磁石)に吸い寄せられます。
すべてのスピンが打ち消し合う物質の場合は、スピンが余っていないので、強磁性体(磁石)に吸い寄せられる事はありません。

Q磁石にくっつく金属

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通常の気温で金属の強磁性体ということなら、鉄・コバルト・ニッケルです。
これらを主成分とする物質も強磁性体となる場合が多いです。ネオジム磁石や
サマリウムコバルト磁石がその例で強力です。逆にステンレスは磁石につかな
いのが多いですね。一般にクロムの多いステンレスは磁石にくっつきません。
昔、磁気テープによく使われたクロムテープは実は二酸化クロムです。また、
マンガンアルミ磁石という単独では磁石にならない物同士の合金もあります。
このほか、他の金属酸化物やプラスチックなどの磁石も研究されてます。

参考URL:http://www.magtec.co.jp/magnetnews/q&a_backno.html

Qお金はなぜ磁石にくっつかないの?

小学校3年の理科の宿題で、磁石にくっつくものについて、調べています。先生に
「お金は、なぜ磁石にはくっつかないのか?」と質問を出されたけど、さっぱり分かりません。いろいろ調べたのだけど・・・。ぜひ、教えてください。

Aベストアンサー

磁石にくっつく金属には鉄とかニッケルがあります.
お金(ここではコインのことだと思います)は一円玉を除いていくつかの金属を混ぜて作っています.その中に磁石にくっつく金属を使っていないと,当然磁石にはくっつきません.
500円,100円,50円には磁石につくニッケルを使っていますが,その混ぜる割合が少ないので,普通の磁石ではくっつきません.とても強い磁石だとくっつくはずです.
参考URLの,「貨幣の製造」に金属の割合が出ています.
#「くっつかないように作ってある」だと宿題の答えにはならないでしょうね :-)

参考URL:http://www.mint.go.jp/guide/

Q電気を通すもの

電気を通すものって何がありましたか?あんまり浮かばなくって…。子供が明日持って行かないといけないので、早めに回答いただけると幸いです。

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よく通す物から順に・・・。
 銀・アルミニウム・銅・鉄・・・。
 黄銅も概ね鉄と同じくらい。
 ステンレスは鉄よりちょっと下。

 水(ただし純水以外)

 身の回りにある物だと・・・。

 アルミ箔(これはアルミニウムだから当然。)
 ガムや飴がくるんである銀紙
(銀色の面は、アルミニウムの薄い皮膜だから通ります。)
 銀色のプラスチックフィルムも、物によっては。
(これもアルミニウムの皮膜。)
 乾いたタオルや雑巾は通らないけど、ひたひたに濡らすと通ります。
(水が導体になる。)
 日本で流通している硬貨はみんな通ったと思います。

 通りそうで通らないのはアルマイト
(アルマイト皮膜が剥がれたところ同士ならアルミニウムだから通ります。)
 ビールや缶ジュースの空き缶も、通らない。
(表面にビニールコーティングがしてあるため。)

 こんなものかな?

 おっと、一つ忘れてました。
 人体。
 ちょっと抵抗が大きめですけど、テスターの針が触れるくらいには通ります。
 汗をかいたり、濡れていると、もう少し通り易くなります。

よく通す物から順に・・・。
 銀・アルミニウム・銅・鉄・・・。
 黄銅も概ね鉄と同じくらい。
 ステンレスは鉄よりちょっと下。

 水(ただし純水以外)

 身の回りにある物だと・・・。

 アルミ箔(これはアルミニウムだから当然。)
 ガムや飴がくるんである銀紙
(銀色の面は、アルミニウムの薄い皮膜だから通ります。)
 銀色のプラスチックフィルムも、物によっては。
(これもアルミニウムの皮膜。)
 乾いたタオルや雑巾は通らないけど、ひたひたに濡らすと通ります。
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Q布や紙の様な磁石にくっつく素材

磁石に良くくっつく布や紙の様にフレキシブルな薄い素材を求めております。
ホカロンの酸化鉄にバインダーを混ぜて薄く延ばして作ったのですが、上手く磁石に
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素人の浅知恵で申し訳ないですが、スティールウールはどうでしょうか?

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
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こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
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こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q磁石の作り方

電気の授業で電磁石の話の時にふと思ったのですが
磁石って何から出来ていてどうやって作られているんですか?
なんでN極とS極があるんですかねえ@
変な質問してしまってすみません。
もしとっても優しい方がいらっしゃったら教えていただけないでしょうか。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

磁石は、フェライト、アルニコ、ネオジウム、サマコバ、希土類など
色々な磁性体(を混合して)を鋳造したり焼結して作られています。

しかし、不対電子の働きがわかって来たことから、プラスチックの
有機ポリマー磁石を作る事に海外の大学の研究チームが成功し
ています。(まだ、マイナス262℃でないと磁石にならないが)

磁力と保持力はトレードオフの関係にあるから、用途によって磁石
を使い分けたりします。

なぜN極とS極があるかですが、これがわかれば宇宙の生い立ちを
解き明かす鍵になると思います。
現在は、不対電子や電子スピンによって説明されていますがその
原理などは解明されていないと思います。


参考URLに磁石を製造している会社のHPを入れておきますので
参考にして下さい。

参考URL:http://www.26magnet.co.jp/qa/index.html

Q磁石にくっつくか? くっつかないか?

物質は磁性を持つためその特長により磁石につくか、つかないかが分かれるのだとウィキペディアでは書いてあるような気がします。

なにやら難しい書き方をしているので結局くっつくのかくっつかないのかわからないのですが、上のウィキペディアの文を仮定とします。

そこで以下の物質の磁性を調べてみました

Cu 反
Ag 反
Au 反
Fe 強
Pt 常
Pb 反
Ti 常

こんな感じでした

ここで質問です。

質問I
磁石にくっつくのは 強磁性 の物質で
反磁性 と 常磁性 は磁石にくっつかない

という解釈でよろしいでしょうか?
違うのでしたらどうしたら磁石にくっつくかくっつかないのかを調べられるのでしょうか?

ウィキペディアをみても強磁性、反磁性、常磁性の意味がわからんのでウィキぺディアで調べるべしというのであればまずこの3っつをわかっり安く説明していただけると嬉しいです


質問II
物質は磁性を持つためその特長により磁石につくか、つかないかが分かれる
を仮定としましたがその解釈であっていますでしょうか?

違うのでしたらどういう解釈が正しいのかわかりやすく教えてください

返信には事情がありまして1ヶ月以上かかるかもしれません
申し訳ありません

物質は磁性を持つためその特長により磁石につくか、つかないかが分かれるのだとウィキペディアでは書いてあるような気がします。

なにやら難しい書き方をしているので結局くっつくのかくっつかないのかわからないのですが、上のウィキペディアの文を仮定とします。

そこで以下の物質の磁性を調べてみました

Cu 反
Ag 反
Au 反
Fe 強
Pt 常
Pb 反
Ti 常

こんな感じでした

ここで質問です。

質問I
磁石にくっつくのは 強磁性 の物質で
反磁性 と 常磁性 は磁石にくっつかない

という解釈でよろし...続きを読む

Aベストアンサー

強磁性は磁場に置かれると自身が磁場と逆方向の磁場を作るために磁石に強力にくっつきます。
常磁性は磁場に置かれると磁場を打ち消そうと電子が整列して磁石に引き寄せられます。
反磁性は逆ですから磁石から逃げます。

常磁性と反磁性は併せ持つのですが、どちらが大きいかで変わります。

強磁性はFe,Ni,Coなど限られた元素とその化合物の一部です。
反磁性の物質は、磁石を近づけると離れていきますからすぐに分かります。Biや炭素、水は典型的で楽しめます。
常磁性は液体酸素などに見られる現象で磁石を近づけるとよってきます。

 Wikiには詳しく、そして懇切丁寧に書かれているのでそれを繰り返し読んで理解していくのが良いです。それ以上にわかりやすくというのは無理かと思います。どうしても厳密でなかったり嘘をちりばめないとならなくなる。
>物質は磁性を持つためその特長により磁石につくか、つかないかが分かれるを仮定
 強磁性は兎も角、磁性は複数ありいずれも持っています。同じ鉄でも化合物となると強磁性でなくなるものもありますし、より強く磁性が現れるもの(ネオジム磁石)もあります。

>返信には事情がありまして1ヶ月以上かかるかもしれません
 一ヶ月もあれば学べるでしょう。無機化学の教科書が良いかもしれません。この部分について数十ページは書かれているでしょう。

強磁性は磁場に置かれると自身が磁場と逆方向の磁場を作るために磁石に強力にくっつきます。
常磁性は磁場に置かれると磁場を打ち消そうと電子が整列して磁石に引き寄せられます。
反磁性は逆ですから磁石から逃げます。

常磁性と反磁性は併せ持つのですが、どちらが大きいかで変わります。

強磁性はFe,Ni,Coなど限られた元素とその化合物の一部です。
反磁性の物質は、磁石を近づけると離れていきますからすぐに分かります。Biや炭素、水は典型的で楽しめます。
常磁性は液体酸素などに見られる現象で磁石を近...続きを読む

Q鉄は、なぜ磁石にくっつくの

素朴な疑問です。
鉄、コバルト、ニッケル、ガドリニウムだけが磁石にくっつくと教わりました。
なぜ、これらの金属は磁石にくっつくのですか。
また、他の金属が磁石にくっつかないのはなぜですか。教えてください。
素粒子のスピンなど専門語や数式が入ってもよいですので、できるだけ詳しい解説をお願いします。

Aベストアンサー

このサイトが詳しそうです。

参考URL:http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/Lecture/magnet.htm

Q亜鉛は磁石に引き寄せられますか?。

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今度、強い磁場が発生する場所に設置する器械の金具に亜鉛製の製品を使用しようと考えて
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強い磁場が発生する場所なので、少しでも磁石に引き寄せられるような材質で出来た金属製品は
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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

亜鉛そのものは「反磁性体」であり、磁石に吸引されないものです。(逆に反発する)
http://www.magtec.co.jp/magnetnews/study.html

ただし、「亜鉛ダイキャスト」となると、この中にはアルミ、銅、マグネシウムなど諸成分が入っており、鉄も不純物として入っている可能性があります。(0.1%未満)。
http://www.atomlt.com/kanamono_sc/sc04/sc04_06.html

アルミ、銅、マグネシウムは「反磁性体」ですが鉄は磁性体。この0.1%未満の鉄がお尋ねの「強力磁場」でどのように振る舞うのか、不透明です。


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