ચુંબકીય રસાયણ (magnetochemistry)

વૈશ્લેષિક (analytical) અને સંરચનાકીય (structural) રસાયણમાં બહોળો ઉપયોગ ધરાવતી રસાયણવિજ્ઞાનની એક અગત્યની શાખા. પદાર્થની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા(susceptibility)નાં માપનો અને તેમાંથી પ્રાપ્ત થતી ચુંબકીય ચાકમાત્રા(ચુંબકીય આઘૂર્ણ – magnetic moment)ના ઉપયોગ દ્વારા સંયોજનમાં ઇલેક્ટ્રૉનની ગોઠવણી અંગેની સમજૂતી તેનાથી મળે છે.

પદાર્થના ચુંબકીય ગુણધર્મોના અગ્રણી અભ્યાસી ફૅરેડેએ દર્શાવ્યું છે કે ચુંબકત્વ એ સઘળાં તત્વો તેમજ કાર્બનિક અને અકાર્બનિક સંયોજનોનો અંતર્નિહિત (inherent) ગુણ (quality) છે. તેમણે ચુંબકીય ગુણધર્મના ર્દષ્ટિબિંદુથી પદાર્થોના ત્રણ મુખ્ય વર્ગો પાડ્યા છે.

(i) પ્રતિચુંબકીય (diamagnetic) પદાર્થો

(ii) અનુચુંબકીય (paramagnetic) પદાર્થો અને

(iii) લોહચુંબકીય (ferromagnetic) પદાર્થો.

પદાર્થના આ ચુંબકીય ગુણધર્મો તેમાંના અવપરમાણ્વિક (subatomic) કણો, ઇલેક્ટ્રૉન અને ન્યૂક્લિયૉન(nucleon)ના વિદ્યુતીય ગુણધર્મો વડે નક્કી થતા હોય છે. આમાં ન્યૂક્લિયૉન અથવા પરમાણુકેન્દ્રોની ચુંબકીય અસર ઇલેક્ટ્રૉનની અસરની 10^-3 ગણી હોવાથી સામાન્ય સંજોગોમાં તે ગણતરીમાં લેવામાં આવતી નથી. જોકે ન્યૂક્લિયર મૅગ્નેટિક રેઝોનન્સ દ્વારા અણુબંધારણ નક્કી કરવા તેનો ઉપયોગ થાય છે.

ચુંબકશીલતા અથવા ચુંબકીય પારગમ્યતા (magnetic permeability) : પદાર્થની ચુંબકીય વર્તણૂક સમજવા માટે સૌપ્રથમ ચુંબકીય વ્યાપ્તતા અથવા ચુંબકશીલતાનો ખ્યાલ મેળવવો જરૂરી છે. ચુંબકીય બળના નિયમ ઉપરથી તેની વ્યાખ્યા મેળવી શકાય. આ નિયમ મુજબ m₁ અને m₂ ધ્રુવસામર્થ્ય (pole strength) ધરાવતા બે ચુંબકીય ધ્રુવો એક માધ્યમમાં r અંતરે આવેલા હોય તો તેમની વચ્ચે લાગતું બળ f નીચે પ્રમાણે હશે :

જ્યાં q જે તે માધ્યમ માટે ચુંબકશીલતા તરીકે ઓળખાતો એક અચળાંક છે અને તે શૂન્યાવકાશની સરખામણીમાં માધ્યમમાંથી ચુંબકીય રેખાઓની પસાર થવાની વૃત્તિ દર્શાવે છે. એટલે કે તે એક માધ્યમ ચુંબકીય બળ માટે કેટલા અંશે પારગમ્ય છે તેનું માપ છે. શૂન્યાવકાશ માટે તેનું મૂલ્ય એક એકમ લેવામાં આવે છે (q = 1) અને તેની સરખામણીમાં વિવિધ માધ્યમોનાં મૂલ્યો નક્કી કરવામાં આવે છે. શૂન્યાવકાશ સિવાયનાં અન્ય માધ્યમો માટે qનું મૂલ્ય એક કરતાં વધારે કે ઓછું હોઈ શકે. q < 1 હોય તો માધ્યમ જેનું બનેલું હોય તે પદાર્થને પ્રતિચુંબકીય કહેવામાં આવે છે. ચુંબકીય બળની રેખાઓ પદાર્થ કરતાં શૂન્યાવકાશમાં પસાર થવાનું વિશેષ વલણ દર્શાવે. જો q > 1 હોય તો પદાર્થને અનુચુંબકીય કહેવામાં આવે છે અને તેવા પદાર્થોની બાબતમાં શૂન્યાવકાશ કરતાં માધ્યમમાંથી ચુંબકીય બળની રેખાઓનું પસાર થવાનું વલણ વધુ હશે. જેમને માટે qનું મૂલ્ય ઘણું ઊંચું હોય તેવા પદાર્થોને લોહચુંબકીય પદાર્થો કહેવામાં આવે છે. લોખંડ (Fe), કોબાલ્ટ (Co), નિકલ (Ni) અને તેમની મિશ્ર ધાતુઓનો આમાં સમાવેશ થાય છે.

આ જ બાબતને બીજી રીતે મૂકીએ તો એમ કહી શકાય કે ચુંબકશીલતા એટલે એક પદાર્થને ચુંબકન (magnetizing) ક્ષેત્રમાં મૂકવાથી તે ક્ષેત્રની સરખામણીમાં તે પદાર્થની અંદર પરિણમતા ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં થતો વધારો કે ઘટાડો. એટલે કે પદાર્થમાં ચુંબકીય બળરેખાઓની ઘનતા અને તે જ ભાગમાં નમૂનાની ગેરહાજરીમાં આવી રેખાઓની ઘનતાનો ગુણોત્તર. આમ ચુંબકશીલતા એટલે ચુંબકનક્ષેત્ર H દ્વારા પદાર્થમાં પ્રસ્થાપિત થયેલ ચુંબકીય અભિવાહ ઘનત્વ (flux density), B,  અને ક્ષેત્ર Hના ગુણોત્તર વડે દર્શાવાતી રાશિ :

અહીં B એ પદાર્થમાં ખરેખર ઉત્પન્ન થયેલ ચુંબકીય ક્ષેત્ર [ચુંબકીય રેખાઓની સાંદ્રતા અથવા અભિવાહ (flux) પ્રતિ એકમ આડછેદ ક્ષેત્રફળ] છે. તેનું મૂલ્ય સેમી.ગ્રા.સે. (cgs) એકમમાં ગૉસ(G)માં અને S.I. એકમમાં ટેસ્લા(T)માં દર્શાવવામાં આવે છે.

1T = 1 વેબર (Wb) પ્રતિ ચોમી. = 10⁴ ગૉસ = 10 kG. Hનું મૂલ્ય ઑર્સ્ટેડ(cgs એકમ)માં અથવા ઍમ્પિ/મી. (S.I. એકમ)માં દર્શાવાય છે. S. I. એકમમાં qનું મૂલ્ય હેન્રી મી.^–1 માં દર્શાવાય છે.

ચુંબકીય પ્રેરણ (magnetic induction) : જે માધ્યમો માટે qનું મૂલ્ય ધન હોય તેમનું ચુંબકીય રીતે પ્રેરણ થઈ શકે છે. ક્ષેત્રીય તીવ્રતા- (field intensity)ની વ્યાખ્યા પ્રમાણે પ્રત્યેક 1 ચોસેમી. ક્ષેત્રફળમાંથી બળની એકમ રેખા પસાર થવી જોઈએ. 1 સેમી. ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોલક(sphere)ના કેન્દ્રમાં આવેલા એકમ ધ્રુવમાંથી 4π (ગોલકની બહારની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ) એકમ બળરેખાઓ ઉત્સર્જિત (emanate) થતી હશે. જો ધ્રુવસામર્થ્ય m હોય તો તેમાંથી 4πm મૅક્સવેલ [ચુંબકીય અભિવાહનો એકમ જેને કેટલીક વાર રેખા પણ કહેવામાં આવે છે, ગૉસ-ચોસેમી.] ઉત્સર્જિત થતા હશે.

જો એકસરખા (uniform) ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં અચુંબકિત (unmagnetized) પદાર્થ મૂકવામાં આવે તો તે ચુંબકિત (magnetize) થશે. જો પ્રયુક્ત ચુંબકીય ક્ષેત્ર Hની લંબ દિશામાં પદાર્થનું એકમ ક્ષેત્રફળ કલ્પવામાં આવે અને જો ચુંબકનની તીવ્રતા (intensity of magnetization) I હોય તો આ એકમ ક્ષેત્રફળમાંથી H ઉપરાંત 4 π I જેટલી રેખાઓ પસાર થશે. આમ ચુંબકીય પ્રેરણ B, કે જે એકમ પૃષ્ઠની આરપાર પસાર થતી રેખાઓની કુલ સંખ્યા સૂચવે છે તે નીચે પ્રમાણે દર્શાવી શકાય :

જો પદાર્થને બદલે શૂન્યાવકાશ હોય તો

ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા : વસ્તુમાંના કોઈ એક બિંદુએ પ્રેરિત ચુંબકનની તીવ્રતા (I) એ પ્રયુક્ત ચુંબકીય ક્ષેત્ર Hના સામર્થ્યના સમપ્રમાણમાં હોય છે.

I α H અથવા I = kH

જ્યાં k એ માધ્યમ ઉપર આધારિત અનુપાતી અચળાંક છે, જેને એકમ કદ દીઠ ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા કહેવામાં આવે છે. તેને પદાર્થ (પ્રેરિત) ચુંબકનને માટે કેટલો ગ્રહણશીલ છે અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા પદાર્થને કેટલે અંશે ચુંબકિત કરી શકાય છે તેના જથ્થાત્મક (quantitative) માપ તરીકે ગણાવી શકાય.

સમદૈશિક (isotropic) વસ્તુઓ (bodies) માટે ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા દરેક દિશામાં એકસરખી હોય છે પણ વિષમ દિગ્ધર્મી (anisotropic) સ્ફટિકોની ત્રણ જુદી જુદી અક્ષો માટે ગ્રહણશીલતાનાં મૂલ્યો જુદાં જુદાં હોય છે. ચૂર્ણિત (powdered) નમૂનાઓ ઉપર લીધેલાં માપનો આ ત્રણ મૂલ્યોની સરેરાશ

બતાવે છે.

ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા (k) અને ચુંબકશીલતા (q) વચ્ચેનો સંબંધ નીચે પ્રમાણે મેળવી શકાય :

જો I અને Hને એકસરખા એકમોમાં માપવામાં આવ્યા હોય તો k એ પરિમાણવિહીન રાશિ હોવી જોઈએ. પણ પ્રણાલિકાગત રીતે તેને cgs એકમોમાં દર્શાવવામાં આવે છે. તેને કદ-ગ્રહણશીલતા (volume susceptibility) (પ્રતિએકમ કદ દીઠ પ્રેરિત ચુંબકીય ચાકમાત્રા અને પ્રયુક્ત ક્ષેત્રનો ગુણોત્તર) કહે છે. તેના કરતાં વધુ ઉપયોગી રાશિ એ પ્રતિગ્રામ ગ્રહણશીલતા અથવા વિશિષ્ટ ગ્રહણશીલતા (specific susceptibility) χ છે જે  Κ ને પદાર્થની ઘનતા ρ વડે ભાગવાથી મળે છે.

વિશિષ્ટ ગ્રહણશીલતા χને તત્વના પરમાણુભાર (A) વડે ગુણવાથી પારમાણ્વીય ગ્રહણશીલતા (χ_A) જ્યારે χ ને પદાર્થના અણુભાર (M) વડે ગુણવાથી આણ્વીય ગ્રહણશીલતા (molecular susceptibility) (χ_M) મળે છે.

χ_A = χ × A અને χ_M = χ × M

જ્યાં એ અણુદીઠ સરેરાશ ચુંબકીય ચાકમાત્રા અને N એવોગેડ્રો (Avogadro) અંક છે. c.g.s. પ્રણાલીમાં χ_Mનો એકમ ઘ.સેમી. મોલ^-1 છે.

જેમના અણુભાર 50-1000 જેટલા હોય તેવા વિવિધ પ્રકારના ચુંબકીય પદાર્થો માટે ચુંબકીય ગ્રહણશીલતાનાં પ્રમાણમાપ (magnitude) નીચે પ્રમાણે છે :

પદાર્થનો પ્રકાર	χM નીસંજ્ઞા	χM નાં c.g.s. એકમોમાં પ્રમાણમાપ
પ્રતિચુંબકીય	(-)	1-500 × 10–6
અનુચુંબકીય	(+)	0-10–2
લોહચુંબકીય	(+)	10–2 – 106
પ્રતિલોહચુંબકીય	(+)	0 -10-2

પ્રતિચુંબકત્વ (diamagnetism) : પ્રતિચુંબકત્વ એ બધા પદાર્થોની લાક્ષણિકતા છે. તે તાપમાનથી સ્વતંત્ર છે અને પદાર્થની વાયુ તેમજ પ્રવાહી અવસ્થા માટે સરખાં મૂલ્યો ધરાવે છે. લૅન્ગેવિનના સિદ્ધાંત પ્રમાણે જે પરમાણુઓ અને અણુઓ બેકી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવતા હોય તે ઇલેક્ટ્રૉનના સામસામા ભ્રમણને કારણે સરખી પણ વિરુદ્ધ ચુંબકીય ચાકમાત્રા ધરાવે છે. આથી પરમાણુ અથવા અણુની પરિણામી ચુંબકીય ચાકમાત્રા શૂન્ય હોય છે. અણુમાં ફરતા આ ઇલેક્ટ્રૉન ઉપર ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રયુક્ત કરવામાં આવે ત્યારે ઇલેક્ટ્રૉનની ગતિ બદલાય છે અથવા સમતલો થોડો ઝુકાવ અનુભવે છે અને તેથી પ્રેરિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે, જે પ્રયુક્ત ક્ષેત્રનો વિરોધ કરે છે. આને કારણે પદાર્થમાં ચુંબકનની તીવ્રતા ઓછી થવાથી વિશિષ્ટ ગ્રહણશીલતા χ તેમજ મોલર ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા (χ_M) બંને ઋણ મૂલ્યો ધરાવે છે. લૅન્ગેવિનનો સિદ્ધાંત પારમાણ્વીય અને આણ્વીય ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા ગણવા માટેનું સમીકરણ સૂચવે છે.

પારમાણ્વીય પ્રતિચુંબકીય ગ્રહણશીલતા : પદાર્થના એક ગ્રામપરમાણુની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા નીચેના સમીકરણ વડે ગણી શકાય છે.

જ્યાં N એવોગેડ્રો અંક e અને m ઇલેક્ટ્રૉનના અનુક્રમે વીજભાર અને દળ (mass), c પ્રકાશનો વેગ અને  એ પ્રયુક્ત ક્ષેત્રની દિશાને લંબ હોય તેવી રીતે પ્રક્ષેપિત થયેલી (projected) iમા ઇલેક્ટ્રૉનની કક્ષાની સરેરાશ વર્ગિત ત્રિજ્યા(mean square radii)નો સરવાળો છે.

આણ્વીય પ્રતિચુંબકીય ગ્રહણશીલતા : જ્યાં સ્થિતવૈદ્યુતિક (electrostatic) પોટેન્શિયલ ચુંબકીય ક્ષેત્રને સમાંતર અક્ષની આજુબાજુ સમમિતીય હોય ત્યાં જ આ સિદ્ધાંત વાપરી શકાય છે. રેખીય (linear) અણુઓ આ શરત પૂરી કરતા હોવાથી લૅન્ગેવિનનું સૂત્ર ફક્ત આવા અણુઓની પ્રતિચુંબકીય ગ્રહણશીલતા ગણવા માટે વાપરી શકાય છે. આ સૂત્ર નીચે પ્રમાણે છે :

જ્યાં x_i અને y_i એ પરમાણુઓની ત્રિજ્યા છે.

પાસ્કલનો નિયમ : પાસ્કલે દર્શાવ્યું કે મોલર વિવર્તન- (refraction)ની જેમ પ્રતિચુંબકીય પદાર્થોની આણ્વીય ગ્રહણશીલતા યોગશીલ (additive) અને બંધારણાત્મક (constitutive) છે. તેથી અણુની આણ્વીય ગ્રહણશીલતા પારમાણ્વીય (atomic) અને બંધ (bond) યોગદાન (contribution) દ્વારા ગણી શકાય. સારણી 1માં મોલર ગ્રહણશીલતા χ_M માં ફાળો આપતાં કેટલાંક પારમાણ્વીય અને બંધ ગ્રહણશીલતાનાં મૂલ્યો આપેલાં છે.

સારણી 1 : χ_Mના મૂલ્યમાં પારમાણ્વીય અને બંધ યોગદાન

H	-2.93 × 10-6	Cl	-20.1 × 10-6
C	-6.00	Br	-30.6
O (આલ્કોહૉલ અને ઇથર)	-4.61	C = C બંધ	+5.5
O (કીટોનમાં)	+1.73	C = N બંધ	+8.2
O (C = Oમાં)	-3.36	N = N બંધ	+1.9
N (ખુલ્લી શૃંખલામાં)	-5.57	C = C બંધ	+0.8
N (વલયમાં)	-4.61	C = C-C = C સમૂહ	+10.6
N (એમાઇનમાં)	-1.54	બેન્ઝીન વલય	-1.4
F	-11.5

પાસ્કલના નિયમથી ગણેલ આણ્વીય ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા અને પ્રયોગ દ્વારા મળેલાં મૂલ્યો ઘણાં મળતાં આવે છે. દા.ત., બેન્ઝીન (C₆H₆) માટે પાસ્કલની રીતે આણ્વીય ગ્રહણશીલતા χ_Mનું મૂલ્ય નીચે પ્રમાણે થશે :

6 કાર્બન પરમાણુઓ માટે, [6 × (-6.00 × 10^-6)] = -36.00 × 10^-6

6 હાઇડ્રોજન પરમાણુઓ માટે, [6 × (-2.93 × 10^-6)] = -17.58 × 10^-6

બેન્ઝીન વલય માટે                       -1.4 × 10^-6

                                    χ_M = -54.98 × 10^-6

આ મૂલ્ય પ્રાયોગિક મૂલ્ય -55.0 × 10^-6 સાથે ઘણું મળતું આવે છે.

અનુચુંબકીય ગ્રહણશીલતા (paramagnetic susceptibility) : પ્રતિચુંબકત્વ(diamagnetism)થી અલગ રીતે અનુચુંબકીય ગ્રહણશીલતા ફક્ત કેટલાક પરમાણુઓ અને અણુઓ જ દર્શાવે છે. અનુચુંબકત્વ (paramagnetism) વિશેષ કરીને સંક્રાંતિ (transition) સમૂહનાં તત્વો, તેમનાં આયનો અને મુક્ત મૂલકો (radicals)માં જોવા મળે છે. આવા પદાર્થોમાં એક અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રૉન અયુગ્મિત (unpaired) હોય છે. આથી અનુચુંબકીય પદાર્થો ચોક્કસ અંતર્નિહિત ચુંબકીય ચાકમાત્રા μ ધરાવે છે અને તે નાના ચુંબક તરીકે વર્તે છે (લૅન્ગેવિન, 1905). ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આવો પ્રત્યેક નાનો ચુંબક પ્રયુક્ત ક્ષેત્રને સમાંતર ગોઠવાવાનું વલણ ધરાવશે. પણ કણોની ઉષ્મીય (thermal) ગતિ (motion) આ વૃત્તિનો વિરોધ કરશે અને આથી ખરેખરી ગોઠવણી એ તાપમાન ઉપર આધાર રાખશે. એટલે કે μ પોતે અચળ હોવા છતાં માપેલ ચાકમાત્રામાં તાપમાન વધવા સાથે ઘટાડો થશે. લૅન્ગેવિને દર્શાવ્યું કે આ સંજોગોમાં (માપેલી) સરેરાશ ચુંબકીય ચાકમાત્રા અને ખરેખર ચાકમાત્રા (μ) પ્રતિઅણુ, નીચેના સમીકરણ વડે સંકળાયેલ છે :

અહીં B = H છે એમ માની લેવામાં આવે છે. એટલે કે આ સિદ્ધાંત ફક્ત વાયુરૂપ અણુઓ માટે સાચો ઠરે છે.

ક્યુરીનો નિયમ : 1895માં પિયરી ક્યુરીએ દર્શાવ્યું કે અનુચુંબકીય પદાર્થોની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા નિરપેક્ષ તાપમાનના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં બદલાય છે :

અથવા

જ્યાં α_M અને C_M આપેલ પદાર્થ માટે અચળાંકો છે. C_Mને ક્યુરી અચળાંક કહે છે. અહીં α_M એ આગળ દર્શાવ્યા પ્રમાણે ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રયુક્ત થતાં પદાર્થમાં પ્રેરિત થતી પ્રતિચુંબકીય મોલર ગ્રહણશીલતા છે. ઘણીવાર તેને અવગણવામાં આવે છે. લૅન્ગેવિને બતાવ્યું કે

જ્યાં k બોલ્ટ્સમૅન અચળાંક, N એવોગેડ્રો અંક, μ ચુંબકીય ચાકમાત્રા (બ્હોર મૅગ્નેટન, B. M., માં) અને R વાયુ અચળાંક છે. આમ

ઉપરના સમીકરણમાં C_M/Tની કિંમત મૂકતાં,

અહીં k અને Nનાં સ્વીકૃત મૂલ્યો મૂકતાં

જ્યાં અનેક તાપમાનોએ χ_Mના આંકડા પ્રાપ્ય હોય ત્યાં χ_M વિરુદ્ધ નો આલેખ દોરવાથી મળતી રેખાના ઢાળ ઉપરથી μની કિંમત મેળવી શકાય. જોકે વધુ વપરાતી રીત તો એક તાપમાને χ_Mનું મૂલ્ય મેળવી તેના ઉપરથી μ નક્કી કરવાની છે. આ માટે પારમાણ્વીય અને બંધ યોગદાન ઉપરથી સૌપ્રથમ α_M નક્કી કરવામાં આવે છે.

μના એકમો (c.g.s.) અર્ગ ગૉસ^-1 છે. જોકે ઘણી વાર μને બ્હોર મૅગ્નેટનમાં રજૂ કરવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજન પરમાણુમાં રહેલા ઇલેક્ટ્રૉનની ચુંબકીય ચાકમાત્રા એ રાશિ μ_Bના પૂર્ણાંક ગુણાંકમાં હોય છે.

1 μ_B

અથવા

 (e = ઇલેક્ટ્રૉનનો વીજભાર, m = ઇલેક્ટ્રૉનનું દળ (mass); h = પ્લૅન્કનો અચળાંક)

આથી μને બ્હોર મૅગ્નેટનમાં ફેરવવા તેને μ_B વડે ભાગવામાં આવે છે.

ક્યુરી–વાઇસ (Curie – Weiss) નિયમ : સમી. (11) મુજબ અથવા χ_Mના વ્યુત્ક્રમ વિ. Tનો આલેખ સીધી રેખા હોવો જોઈએ અને તેનો ઢોળાવ C_M હોવો જોઈએ. આ રેખા મૂળ-બિંદુ(origin)માંથી પસાર થવી જોઈએ. ઘણા પદાર્થો આવી વર્તણૂક બતાવે છે. પણ ઘણા એવા છે કે જેમની બાબતમાં રેખા મૂળબિંદુમાંથી પસાર થવાને બદલે T અક્ષને 0°K કરતાં નીચા [આકૃતિ 1; રેખા(a)] અથવા ઊંચા [આકૃતિ 1; રેખા (b)] તાપમાને કાપે છે. આવી રેખા માટે ક્યુરી સમીકરણને સહેજ સુધારીને લખવામાં આવે છે.

જ્યાં θ જે તાપમાને રેખા T-અક્ષને કાપે છે તે તાપમાન છે. આ સમીકરણને ક્યુરી-વાઇસ સમીકરણ અને θને વાઇસ તાપમાન કહે છે. આમ ચુંબકીય ચાકમાત્રા સમીકરણ(15)ને બદલે નીચેના સમીકરણ વડે ગણી શકાય :

જે કિસ્સાઓમાં આ નિયમનું પાલન થતું ન હોય અથવા જેમની બાબતમાં ક્યુરી-વાઇસ નિયમ અંગે શંકા હોય ત્યાં ક્યુરી નિયમ પ્રમાણે ચુંબકીય ચાકમાત્રા ગણી તેને જે તે તાપમાને અસરકારક ચુંબકીય ચાકમાત્રા (effective magnetic moment) તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.

અનુચુંબકત્વ અને અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉન : અનુચુંબકત્વમાં ચુંબકીય ચાકમાત્રા μને ગ્રહણશીલતાને અનુલક્ષીને મૂળભૂત (fundamental) રાશિ ગણી શકાય. પ્રશિષ્ટ યાંત્રિકી (mechanics) પ્રમાણે ચુંબકીય ચાકમાત્રા μ નીચેના સમીકરણ વડે ગણી શકાય :

જ્યાં g લાંદે(Lande)નો વિદારણ અવયવ અને J પરિણામી કોણીય વેગમાન (angular momentum) (L અને Sનો સદિશ (vectorial) સરવાળો) છે. પરમાણુઓ માટે જો L = 0 હોય તો ચુંબકીય ચાકમાત્રા ફક્ત ઇલેક્ટ્રૉન પ્રચક્રણ(spin)ને લીધે છે એમ કહી શકાય. આથી J = S. મુક્ત ઇલેક્ટ્રૉન માટે gનું મૂલ્ય 2.00023 છે પણ ઘણુંખરું તે 2.00 લેવામાં આવે છે. આમ ફક્ત પ્રચક્રણ (spin only) ચુંબકીય ચાકમાત્રા નીચેના સમીકરણથી ગણી શકાય :

જ્યાં n એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા છે.

લોહચુંબકત્વ (ferromagnetism) : આ એક ખાસ પ્રકારનું અનુચુંબકત્વ છે, જે આયર્ન, નિકલ અને કોબાલ્ટ દ્વારા પ્રદર્શિત થાય છે. લોહચુંબકત્વમાં પદાર્થ અને પ્રયુક્ત ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેનાં આકર્ષણબળો ઘણાં મોટાં હોય છે અને તે ક્ષેત્ર ઉપર આધારિત હોય છે. પ્રયુક્ત ક્ષેત્રનું સામર્થ્ય વધારવામાં આવે તેમ આકર્ષણ બળ વધતું જાય છે.

લોહચુંબકીય પદાર્થો તાપમાનના વધારા સાથે એક લાક્ષણિક ઘટના બતાવે છે. તેમને ગરમ કરવાથી તે ધીરે ધીરે પોતાનું ચુંબકત્વ ગુમાવે છે અને એક ક્રાંતિક તાપમાન પછી તે સાદા અનુચુંબકીય પદાર્થો તરીકે વર્તે છે. જે તાપમાને લોહચુંબકત્વ અનુચુંબકત્વમાં ફેરવાય તે તાપમાનને ક્યુરી તાપમાન કહે છે. (આકૃતિ 2). ચુંબકનની તીવ્રતા (intensity of magnetization) અને તાપમાનના વક્રને શૈથિલ્ય વક્ર (hysteresis curve) કહે છે.

સામાન્ય અનુચુંબકત્વ એ પારમાણ્વીય (atomic) અથવા આણ્વીય (molecular) ગુણધર્મ છે જ્યારે લોહચુંબકત્વ એ સામૂહિક (group) ગુણધર્મ છે. કક્ષકીય યોગદાન સંપૂર્ણપણે શમિત (quenched) થયું હોય  ત્યારે ઇલેક્ટ્રૉનના ફક્ત ઘૂર્ણનને લીધે પણ લોહચુંબકત્વ ઉત્પન્ન થાય છે. 3d કક્ષકની અપૂર્ણ, નિમ્નઊર્જા સપાટીવાળી આયર્ન, કોબાલ્ટ અને નિકલ જેવી ધાતુઓ લોહચુંબકત્વ ધરાવે છે.

લોહચુંબકત્વમાંની સામૂહિક વર્તણૂક પાસપાસેના પરમાણુઓ અને આયન વચ્ચે પ્રબળ આંતરક્રિયા (interaction) દર્શાવે છે અને તેઓ તેમની ચુંબકીય ચાકમાત્રાનું એકબીજાને સમાંતર યુગ્મન કરે છે. સામાન્ય તાપમાને ઉષ્મીય પ્રક્ષોભ(thermal agitation) થવા છતાં ચુંબકીય ચાકમાત્રાનું યુગ્મન થાય છે.

ચુંબકીય ગ્રહણશીલતાનું માપન : ગૉય અથવા એકસમાન ક્ષેત્રપદ્ધતિ : આ પદ્ધતિ ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી ગૉયે શોધી હતી અને તે માટે તેમણે ગૉય તુલા (balance) તરીકે ઓળખાતી તુલા વિકસાવી હતી. તેમાં નમૂનાને એક લાંબા નળાકારના રૂપમાં (ઉદા., કસનળીમાં ભરીને) તુલાની દાંડી ઉપરથી એવી રીતે લટકાવવામાં આવે છે કે તેમાંનો અર્ધો ભાગ પ્રબળ (~ 5000 ગૉસ) ચુંબકના બે ધ્રુવો વચ્ચે રહે અને અર્ધો બહાર એટલે નહિવત્ ક્ષેત્રવાળા ભાગમાં રહે. નળાકારને આ સ્થિતિમાં રાખવા તુલાના બીજા પલ્લામાં વજનો મૂકી તેને પ્રતિસંતુલિત કરવામાં આવે છે. ચુંબકીય બળ લગાડવામાં આવતાં અનુચુંબકીય પદાર્થ ચુંબકીય ક્ષેત્રના અંદરના ભાગમાં ખેંચાશે. નમૂનો પ્રતિચુંબકીય હશે તો તે બહાર ધકેલાશે. તેને મૂળ સ્થાન ઉપર લાવવા જે વજન(Δ m) કે બળ આપવું પડે તે નીચે પ્રમાણે થશે :

જો પ્રયોગ હવામાં કરવામાં આવ્યો હોય તો

જ્યાં g ગુરુત્વ-પ્રવેગ (acceleration due to gravity), A નમૂનાના આડછેદનું ક્ષેત્રફળ, H ચુંબકનું ક્ષેત્રસામર્થ્ય (cgs એકમમાં ગૉસમાં), χ નમૂનાની વિશિષ્ટ ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા, ρ તેની ઘનતા, χ_a હવાની વિશિષ્ટ ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા અને ρ_a હવાની ઘનતા છે. ઓરડાના તાપમાને ρ_aχ_a= 0.03 × 10^–6 છે. જાણીતી ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા(χ_s)વાળો પદાર્થ, દા. ત., પાણી, વાપરી Hનાં તે જ મૂલ્યે Δ m_s માપવાથી ગણતરી નીચે પ્રમાણે સરળ બને છે :

χ ઉપરથી χ_M ગણી શકાય.

ગૉયની પદ્ધતિ એ ચૂર્ણના રૂપમાં કે પ્રવાહી અથવા દ્રાવણ રૂપમાં હોય તેવા નમૂનાની પ્રતિચુંબકીય અને અનુચુંબકીય ગ્રહણશીલતા માપવા માટે અનુકૂળ છે. પણ તે લોહચુંબકીય માપનો માટે વાપરી શકાતી નથી કારણ કે તેમાં સમગ્ર નમૂનાની ચુંબકીય સંતૃપ્તતા પ્રાપ્ત થતી નથી. ગૉયની પદ્ધતિના સિદ્ધાંત મુજબ નમૂનો લાંબા સમાંગ (homogeneous) નળાકારના રૂપમાં હોવો જોઈએ. નમૂનાનો ભૂકો કરી તેને એકસરખા વ્યાસવાળી કાચની નળીમાં એકસરખો દ્બાવીને ભરવાથી તેમ થઈ શકે છે. આ સંકુલન(packing)ની પુન: પ્રાપ્યતા (reproducibility) જરા અઘરી હોવાથી માપનની ચોકસાઈ 1 % કરતાં વધુ હોતી નથી. પ્રવાહી કે દ્રાવણરૂપ નમૂનામાં આ સંકુલનનો પ્રશ્ન નડતો નહિ હોવાથી તેવા કિસ્સામાં ચોકસાઈ ± 0.1 % કરતાં પણ વધુ જોવા મળે છે. સામાન્ય રીતે 0.5થી 1.0 ગ્રા. નમૂનો માપન માટે પૂરતો થઈ પડે છે. પદ્ધતિમાં ઘનતાનાં માપનો પણ જરૂરી છે.

ગૉય તુલા : આધુનિક ગૉય તુલા એ સ્વયંસંચાલિત (automatic) અર્ધસૂક્ષ્મ (semi-micro) પ્રકારની તુલા છે, જેમાં 0.1 મિગ્રા. જેટલો વજનનો ફેરફાર નોંધી શકાય છે. તેમાં તુલાની એક દાંડી પર નમૂનો ભરેલી નળી લટકાવી શકાય તે માટે અને જરૂરી નિર્વાતન માટે યોગ્ય વ્યવસ્થા કરવામાં આવેલી હોય છે. જેની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા માપવાની હોય તે પદાર્થને નળાકારના રૂપમાં અથવા 0.8 સેમી. આંતરિક વ્યાસવાળી કાચની 25 મિલી. કદની (આડછેદ = A) કસનળીમાં લેવામાં આવે છે. તુલાની એક દાંડી પર નમૂનો ધરાવતી કસનળીને તાર વડે એવી રીતે લટકાવવામાં આવે છે કે તેનો નીચલો અર્ધભાગ વીજચુંબકના ધ્રુવો વચ્ચે આવે. આ નળીનું વજન દાંડીના બીજા પલ્લામાં વજનો મૂકીને 0.1 મિગ્રા.ની ચોકસાઈ સુધી પ્રતિસંતુલિત કરવામાં આવે છે.

ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા માપવા માટેની ગૉય તુલા જ્યારે વીજચુંબકમાં યોગ્ય વીજપ્રવાહ (બે ધ્રુવો વચ્ચે 3 સેમી. જગામાં 3000 ઑર્સ્ટેડનું ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરી શકે તેવો, લગભગ 2 ઍમ્પિ.નો) વહેવડાવવામાં આવે ત્યારે પ્રતિચુંબકીય પદાર્થોના વજનમાં ઘટાડો અને અનુચુંબકીય પદાર્થોના વજનમાં વધારો નોંધાય છે. નમૂનાની નળીમાં સંદર્ભ પ્રવાહી ભરીને, ચુંબકીય ક્ષેત્ર આપ્યા પહેલાં અને આપ્યા પછી તેનું વજન કરી, સરખા ઍમ્પિયરે વજનનો ફેરફાર નોંધવામાં આવે છે. જો નમૂના માટે વજનનો ફેરફાર Δm હોય અને ρ અને ρ_sએ અનુક્રમે નમૂનાની અને સંદર્ભ સંયોજનની ઘનતા હોય તો નમૂનાની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા નીચે પ્રમાણે થાય :

ફૅરેડેની અસમાન (non-uniform) ક્ષેત્રની પદ્ધતિ : આ પદ્ધતિનો સિદ્ધાંત એ છે કે જો દળ m અને ગ્રહણશીલતા χ ધરાવતા એક નમૂનાને  પ્રવણતાવાળા (x = સમમિત અક્ષ) અસમાન ચુંબકીય ક્ષેત્ર Hમાં મૂકવામાં આવે તો તેની ઉપર x તરફ લાગતું બળ નીચે પ્રમાણે હશે :

અસમાન ક્ષેત્ર યોગ્ય આકારવાળા ચુંબકના ધ્રુવોને ઢળતા રાખી મેળવી શકાય (આકૃતિ 4).

સિલિકા સ્પ્રિંગ વડે લટકાવેલ વળ-દાંડી (torsion arm) વડે બળ F માપી શકાય. આ પદ્ધતિ પ્રતિચુંબકીય, અનુચુંબકીય અને લોહચુંબકીય પદાર્થોની દળ ગ્રહણશીલતાનાં માપનોમાં વાપરી શકાય છે. લોહચુંબકીય પદાર્થનો સમગ્ર નમૂનો ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સમાયેલો હોવાથી તે ચુંબકીય સંતૃપ્તતા (magnetic saturation) પ્રાપ્ત કરે છે. ઘન નમૂનાનો ભૂકો કરી, તેને દાબી ટીકડીના રૂપમાં લઈને જ્યારે પ્રવાહીને એક નાની ટોટી(માદળિયું, capsule)માં લઈ તેમને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મહત્તમ વાળા ભાગમાં મૂકવામાં આવે છે.

જાણીતી ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા χ અને દળ m ધરાવતા એક સંદર્ભ નમૂનાને (દા.ત., KCl; χ = – 0 · 516 × 10^-6 અને m ≈ 0.3 ગ્રા.) આકૃતિ 4માં દર્શાવ્યા પ્રમાણે x-અક્ષ ઉપર વિવિધ બિંદુઓએ વર્નિયર સ્ક્રૂ વડે મૂકવામાં આવે છે. દરેક સ્થાને (position) એકસરખો વીજપ્રવાહ વાપરી તીવ્ર ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. માઇક્રોમીટર માઇક્રોસ્કોપ (cathetometer) વાપરી દરેક વખતે સિલિકા સ્પ્રિંગનું વિચલન (deflection) માપવામાં આવે છે. આમ xના ફલન તરીકે નું મૂલ્ય અવલોકિત વિચલનના એકમો (મિમી.)માં મેળવી શકાય છે. યોગ્ય વક્ર ઉપરથી એકસમાન વાળા ક્ષેત્ર(region)નું સ્થાન-નિર્ધારણ થઈ શકે છે.

ત્યારબાદ અજ્ઞાત નમૂનાને પણ તે જ બિંદુ આગળ મૂકીને તેનું પણ તે જ રીતે વિચલન(મિમી.)માં માપવામાં આવે છે. નીચેના સમીકરણ પરથી દળ ગ્રહણશીલતાની ગણતરી કરી શકાય છે :

જ્યાં χ_s અને χ_r અનુક્રમે અજ્ઞાત અને સંદર્ભ નમૂનાની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા, d_s અને d_r સરખા પ્રવાહ વડે તેમનાં વિચલન(મિમી.માં) અને m_s અને m_r એ તેમનાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવેલાં દળ છે.

વાયુઓની ગ્રહણશીલતા માટેની રેન્કિનની પદ્ધતિ : વાયુઓની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા સા.ઉ.દ.એ 10^-10 cgs એકમ/ઘ. સેમી. જેવા ક્રમની (of the order of) હોય છે. ઘન અને પ્રવાહી પદાર્થોની ગ્રહણશીલતા(10^-6 -10^-3 cgs એકમ/ઘ. સેમી.)ની સરખામણીમાં તે ઘણી ઓછી છે. ઑક્સિજન કે જે અનુચુંબકીય છે (k = 0.162 × 10^-6 cgs એકમ/ઘ.સેમી.) તેના સિવાયના બધા વાયુઓ પ્રતિચુંબકીય હોવાથી ઑક્સિજનની સહેજ પણ અશુદ્ધિ અન્ય વાયુઓનાં પરિણામોને અસર કરે છે.

રેન્ક્ધિાની પદ્ધતિમાં નમૂનાને સ્થિર રાખવામાં આવે છે અને નાના ગજિયા ચુંબક(bar magnet)ને નમૂનો ધરાવતા પાત્રની સપાટીને સમાંતર (આકૃતિ 6) રાખતાં તે સ્થાનાંતરિત થાય છે કારણ કે નમૂનો પાત્રની સપાટી ઉપર ધ્રુવીયતા (polarity) ઉત્પન્ન કરે છે જે તેની આગળ રાખેલા ચુંબક ઉપર અસર કરી તેનું સ્થાનાંતરણ કરે છે.

ક્વાર્ટ્ઝના રેસા વડે લટકાવેલ વળ-દાંડી દ્વારા આકર્ષણ (અનુચુંબકીય પદાર્થો માટે) અથવા અપાકર્ષણ(પ્રતિચુંબકીય પદાર્થો માટે)નું બળ માપવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ જાણીતી ચુંબકીય ગ્રહણશીલતાવાળા સંદર્ભ પદાર્થની સાપેક્ષતામાં નમૂનાની ગ્રહણશીલતા માપવા માટે થાય છે. અંકશોધન (calibration) માટેના સંદર્ભ પદાર્થ તરીકે ઑક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને એસિટોન વપરાય છે.

ચુંબકીય ગ્રહણશીલતાનાં માપનોની ઉપયોગિતા : (i) પારમાણ્વીય ત્રિજ્યાની ગણતરી : પ્રતિચુંબકીય ગ્રહણશીલતા (χ) પરમાણુની કક્ષકીય (orbital) ત્રિજ્યા r સાથે લૅન્ગેવિનના નીચેના સમીકરણ વડે સંકળાયેલ છે :

(ii) અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા ગણવામાં : લૅન્ગેવિને અનુચુંબકીય પદાર્થની ચુંબકીય ચાકમાત્રા અને તેની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા વચ્ચેનો સંબંધ નીચેના સમીકરણ વડે દર્શાવ્યો છે :

જ્યાં k બોલ્ટ્સમેન અચળાંક, N એવોગેડ્રો અંક, β બ્હોર મૅગ્નેટન, χ_M અનુચુંબકીય ગ્રહણશીલતા અને T નિરપેક્ષ તાપમાન છે.

χ_Mનાં માપનો ઉપરથી ચુંબકીય ચાકમાત્રાની ગણતરી કરી તે ઉપરથી ‘ફક્ત પ્રચક્રણ’ સમીકરણની મદદથી અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા ગણી શકાય.

જ્યાં n એ અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા છે.

(iii) સંકીર્ણ સંયોજનની સંરચના અને તેમાંના આબંધન (bonding) જાણવા : અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉનની સંખ્યા જાણીને સંકીર્ણમાંના આબંધનનો પ્રકાર જાણી શકાય છે. દા. ત., d¹, d², d³ વિન્યાસ (configuration) ધરાવતા આયનો (Ti³⁺, V³⁺, Cr³⁺) માટે કોઈ તકલીફ પડતી નથી. પણ જ્યારે 4 અથવા વધુ ઇલેક્ટ્રૉન હોય ત્યારે યુગ્મન અસર (pairing effect) ઉત્પન્ન થાય છે. જેમ કે Cr²⁺ (d⁴) ચુંબકીય ર્દષ્ટિએ બે વિભિન્ન સંકીર્ણો બનાવે છે.

(અ) [Cr (CN)₆]^4– આયનમાં ઇલેક્ટ્રૉનનું યુગ્મન થવાથી μનું મૂલ્ય 2.83 B. M. (બ્હોર મૅગ્નેટન) જોવા મળે છે કે જે બે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉન માટેનું છે. અને તેથી તે આબંધન માટે 3d²4s 4p³ સંકર કક્ષકોનો ઉપયોગ કરે છે.

(બ) Cr Cl₂•4H₂O સંકીર્ણ ચાર અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે અને તેને માટે χ_Mનું મૂલ્ય 4.90 B. M. જેટલું જોવા મળે છે. આમ Cr²⁺ આયન 4s¹4p³4d² સંકર કક્ષકો બંધ બનાવવા માટે વાપરે છે.

(iv) મુક્ત મૂલકોના અભ્યાસમાં : ઘણી કાર્બનિક પ્રક્રિયાઓમાં, કાર્બધાત્વિક (organometallic) અણુઓ પ્રક્રિયા અથવા વિયોજનનો મુક્ત મૂલક પથ ગ્રહણ કરવા માટે જાણીતા છે. તે જ પ્રમાણે તાપઅપઘટન (pyrolysis) અને પ્રકાશ-અપઘટન (photolysis) પણ મુક્ત મૂલકો ઉત્પન્ન કરે છે, જે અયુગ્મિત ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવે છે અને અનુચુંબકીય પદાર્થો તરીકે વર્તે છે.

હેક્ઝાએરાઇલઈથેન અનુવર્તી ટ્રાયએરાઇલમિથેનમાં વિઘટન પામે છે. પાસ્કલના આનુભવિક (empirical) અચળાંકો વાપરી ઈથેનની પ્રતિચુંબકીય મોલર ગ્રહણશીલતા -325 × 10^–6 મળે છે. પ્રાયોગિક પદ્ધતિમાં ક્લોરોમિથેનના જાણીતા વજનને બેન્ઝીનમાં ઓગાળી તેને સિલ્વર સાથે હલાવી હેકઝાએરાઇલઈથેન બનાવવામાં આવે છે. બેન્ઝીનની સહેજ પણ ઘટ પડ્યા વિના પ્રક્રિયા સંપૂર્ણ થાય છે તેમ માનવામાં આવે છે. પ્રમાણ ગુણોત્તર (stoichiometry) ઉપરથી ઈથેનની ટકાવારી (5.49 %) ગણવામાં આવે છે. બેન્ઝીનની વિશિષ્ટ ગ્રહણશીલતા -0.708 × 10^–6 લેવામાં આવે છે. માપિત વિશિષ્ટ ગ્રહણશીલતા (- 0.7 × 10^–6) અને વિડમૅનનો (Wiedman’s) નિયમ વાપરી ઈથેનની વિશિષ્ટ ગ્રહણશીલતા (- 0.56 × 10^–6) મેળવવામાં આવે છે. તેના ઉપરથી મોલર ગ્રહણશીલતા, χ_M (χ × અણુભાર), -272 × 10^–6 માલૂમ પડે છે.

ઈથેનની માપવામાં આવેલી દેખીતી પ્રતિચુંબકીય મોલર ગ્રહણશીલતા પરિગણિત (calculated) મૂલ્ય કરતાં ઓછી માલૂમ પડે છે. આ તફાવત હેક્ઝાએરાઇલ ઈથેનમાંથી બનતા φ₃-C મૂલકના અનુચુંબકીય યોગદાન(contribution)ને આભારી છે.

(v) વિયોજન (dissociation) અને સંગુણન(association)ના અભ્યાસમાં : ચુંબકીય માપનો દ્વારા એક અણુ એકલક (monomor) છે કે દ્વિલક (dimer) તે નક્કી કરી શકાય છે. બે પૈકી એક જાતિ (species) અનુચુંબકીય હોય ત્યાં આ માપનો ઉપયોગી નીવડે છે. બૉડેસ્ટિન(Bodestein)ને એમ માલૂમ પડ્યું હતું કે ક્લોરિન હેક્ઝા-ઑકસાઇડ કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડમાંના દ્રાવણમાં Cl₂O₆ તરીકે અસ્તિત્વ ધરાવે છે જ્યારે વાયુમય અવસ્થામાં તેનો અણુભાર નક્કી કરતાં તે ClO₃ સૂત્રને અનુવર્તી હોય છે. ચુંબકીય માપનો એ બતાવવામાં ઉપયોગી નીવડ્યા છે કે ClO₃ કે જે 41 ઇલૅક્ટ્રૉન ધરાવે છે તે અનુચુંબકીય છે જ્યારે 82 ઇલેક્ટ્રૉન ધરાવતો Cl₂O₆ એ પ્રતિચુંબકીય છે.

-40°થી 10° સે. તાપમાન વચ્ચે પ્રવાહી Cl₂O₆ ની ચુંબકીય ગ્રહણશીલતાનાં માપનો બતાવે છે કે પ્રવાહીનું પ્રતિચુંબકત્વ Cl₂O₆ માટે ગણેલા મૂલ્ય કરતાં ઓછું છે એટલે કે ClO₃ દ્વારા અનુચુંબકીય યોગદાન થયેલું છે. વધુમાં ગ્રહણશીલતાનું તાપમાન પર આધારિત હોવું એમ સૂચવે છે કે અનુચુંબકીય જાતિ (species), કે જે તાપમાન વધવા સાથે વધે છે તે, હાજર છે.

(vi) અનુચુંબકીય આયનોનું બહુલકીકરણ (polimerization) : અનુચુંબકીય આયનોના દ્રાવણમાં થતા બહુલકીકરણના અભ્યાસમાં ચુંબકીય ગ્રહણશીલતાની રીત ઉપયોગી જણાઈ છે. દા.ત., Fe (III) અને Cr (III). આ ટેક્નિક ખાસ કરીને જ્યાં અનુચુંબકીય જાતિનું પ્રતિચુંબકીય જાતિમાં રૂપાંતર થવાને લીધે દ્રાવણની ગ્રહણશીલતામાં મોટા ફેરફારો થતા હોય તેવા કિસ્સામાં ઉપયોગી નીવડે છે. જોકે ચુંબકીય પદ્ધતિની એ મર્યાદા છે કે, પ્રતિચુંબકીય આયનોનું બહુલકીકરણ થતું હોય તેવા કિસ્સાઓમાં તે વાપરી શકાતી નથી.

આયર્ન(III) pH ઉપર આધારિત બહુલકીકરણ દર્શાવે છે.

આયર્નની કુલ ચુંબકીય ગ્રહણશીલતા એ χFe(III) paramag  અને ℵFe(diamag)ને લીધે છે તેમ બતાવી શકાય છે. વધુમાં pHના ફેરફાર સાથે કેટલું આયર્ન અનુચુંબકીય જાતિ તરીકે હાજર છે તે ગણી શકાય છે :

(vii) એક ચલાયવયવી (tautomeric) મિશ્રણમાંનાં કીટો અને ઈનોલ રૂપ નક્કી કરવામાં :

ઘણાં કીટો-ઈનોલ સમતોલનોમાં

પ્રત્યેક ઘટક કેટલા પ્રમાણમાં હાજર છે તેનું ભારાત્મક (quantitative) પ્રમાણ નક્કી કરવું રાસાયણિક રીતે મુશ્કેલ છે. ચુંબકીય માપનો દ્વારા ચલાયવયવોની ટકાવાર પ્રમાણની ગણતરી થઈ શકે છે. ફિનાઇલ એસેટોએસેટિક એસ્ટેરના કીટોનીય રૂપની χ_Mની ગણતરી પારમાણ્વીય અને બંધ યોગદાનના ઉપયોગ દ્વારા 111.9 × 10^-6 માલૂમ પડી છે. તે જ રીતે ઇનોલીય રૂપ માટે χ_Mનું મૂલ્ય – 115.8 × 10^–6 જોવામાં આવે છે. મિશ્રણ માટે χ_M ની ગણતરી પ્રયોગ દ્વારા કરી નીચેના સંબંધ દ્વારા પ્રત્યેક ઘટકનું પ્રમાણ ગણી શકાય છે.

(-115. 8 × 10^–6p) (-111.9 × 10^–6) (100-p) = χ_M × 100 જ્યાં p એ કીટોનીય રૂપનું ટકાવાર પ્રમાણ છે.

(viii) વાયુઓનું વિશ્લેષણ : ઑક્સિજન, નાઇટ્રિક ઑક્સાઇડ અને નાઇટ્રોજન ડાયૉક્સાઇડ અનુચુંબકીય છે. જ્યારે અન્ય વાયુઓ પ્રતિચુંબકીય છે. આમાં ઑક્સિજન વધુ અનુચુંબકીય છે. આથી ચુંબકીય ગ્રહણશીલતાનાં માપનોનો ઉપયોગ કરી વાયુ વિશ્લેષક દ્વારા મિશ્રણમાં ઑક્સિજનનું વિશ્લેષણ થઈ શકે છે.

અસમ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં લટકાવેલ પરખ-પદાર્થ(test-body)ની આસપાસ ઑક્સિજન ધરાવતો વાયુ દાખલ થતાં ચુંબકીય બળમાં જે ફેરફાર થાય તે ઉપરથી વાયુમય ઑક્સિજન માપી શકાય છે. આ માટેના બેકમૅન અનુચુંબકીય ઑક્સિજન વિશ્લેષકમાં કાચનો એક નાનો ડંબેલ ક્વાટ્ર્ઝના તંગ (taut) રેસા વડે અસમ ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં લટકાવવામાં આવે છે. ઑક્સિજનની ગેરહાજરીમાં ચુંબકીય બળો રેસાના વળઘૂર્ણ(torque)ને બરાબર સંતુલિત કરે છે. ડંબેલ ધરાવતા ખંડ(chamber)માં ઑક્સિજન ધરાવતો નમૂનો દાખલ કરવામાં આવે છે ત્યારે ચુંબકીય બળમાં ફેરફાર થવાને લીધે ડંબેલ ભ્રમણ કરે છે. ડંબેલ સાથે નાનો અરીસો જોડેલો હોવાથી તે પણ ઘૂમે છે અને તેથી પ્રકાશ કિરણપુંજ(beam)ને માપપટ્ટી ઉપર ફેરવે છે. આ માપપટ્ટીનું પ્રથમથી ઑક્સિજન વડે અંકન કરવામાં આવેલું હોઈ ઑક્સિજનનું પ્રમાણ જાણી શકાય છે.

ઉમેશચંદ્ર પાન્ડે

અનુ. જ. દા. તલાટી