Mengubah Atom Non-Magnet Menjadi Atom Magnet – Atom non-magnet adalah atom yang tidak memiliki sifat magnetik yang signifikan dalam kondisi normal. Sifat magnetik atom bergantung pada susunan elektron di sekitar inti atom dan bagaimana spin elektron tersebut berinteraksi. Atom terdiri dari inti yang mengandung proton bermuatan positif dan neutron netral, serta elektron yang mengelilingi inti dalam berbagai lapisan energi.
Atom non-magnet biasanya memiliki konfigurasi elektron yang menyebabkan pengurangan atau pembatalan efek medan magnetik yang dihasilkan oleh spin elektron. Ini terjadi ketika ada pasangan elektron dalam orbital yang memiliki arah spin berlawanan, sehingga momentum magnetik mereka saling membatalkan. Ketika elektron-elektron ini berpasangan dengan spin yang berlawanan, mereka mengisi orbital dengan arah magnetik yang berbeda sehingga tidak ada dominasi arah tertentu.
Namun, ada pengecualian di mana atom non-magnet dapat menjadi magnetik dalam kondisi khusus. Salah satu contoh adalah saat atom non-magnet terkena medan magnet eksternal yang cukup kuat untuk mengubah konfigurasi elektronnya. Proses ini dikenal sebagai fenomena paramagnetik, di mana medan magnet eksternal menyebabkan beberapa elektron berpindah ke orbital dengan arah spin sejalan dengan medan tersebut. Ini menciptakan momen magnetik netto pada atom, membuatnya responsif terhadap medan magnet eksternal.
Dalam kondisi normal, atom non-magnet seperti neon, helium, atau argon, cenderung memiliki konfigurasi elektron yang menyebabkan pembatalan efek magnetik. Namun, pemahaman tentang sifat magnetik atom terus berkembang, dan penelitian lebih lanjut mungkin dapat mengungkapkan mekanisme yang lebih kompleks terkait dengan sifat magnetik atom non-magnet dalam situasi tertentu.
Atom Magnet dan Jenis Jenisnya
Atom magnet adalah atom yang memiliki sifat magnetik yang dapat dilihat dalam interaksi dengan medan magnet. Sifat magnetik atom berasal dari pergerakan dan orientasi spin elektron di sekitar inti atom. Spin adalah sifat intrinsik partikel subatomik seperti elektron, dan saat elektron berputar, mereka menciptakan momen magnetik.
Dalam atom magnet, elektron-elektron tidak selalu berpasangan dengan arah spin yang berlawanan, sehingga momen magnetik individu dari setiap elektron tidak saling membatalkan. Ini menghasilkan momen magnetik netto pada atom, yang dapat berinteraksi dengan medan magnet eksternal. Dua jenis atom magnet umum adalah atom ferromagnetik dan atom paramagnetik.
Atom ferromagnetik, seperti besi dan nikel, memiliki struktur kristal yang memungkinkan momen magnetik atom berinteraksi dan saling menyelaraskan dalam satu arah pada tingkat makroskopis. Ketika medan magnet eksternal diterapkan, momen-momen magnetik ini bergerak bersamaan dalam arah medan, menciptakan fenomena magnetisasi yang kuat dan stabil.
Atom paramagnetik, seperti aluminium dan platinum, memiliki momen magnetik individu yang tidak berinteraksi dengan kuat satu sama lain dalam ketiadaan medan magnet eksternal. Namun, saat medan magnet diterapkan, momen-momen ini cenderung sejajar dengan medan, menciptakan magnetisasi yang lemah dan sementara.
Kedua jenis atom magnet ini memiliki kegunaan praktis dalam berbagai aplikasi. Bahan ferromagnetik digunakan dalam pembuatan magnet permanen dan perangkat elektronik, sementara bahan paramagnetik dapat digunakan dalam spektroskopi dan pemisahan senyawa kimia.
Penemuan Cara Mengubah Atom Non-Magnet Menjadi Atom Magnet
Kebanyakan atom atau unsur memiliki kecenderungan untuk membentuk molekul senyawa dengan karakteristik yang berbeda dengan unsur penyusunnya maupun unsur lain yang ada di tabel periodik. Namun beberapa unsur ditemui dapat membentuk kelompok atom yang menyerupai unsur lain di tabel periodik dengan karakter magnetik yang tidak biasa.
Suatu tim dari Virginia Commonwealth University telah menemukan suatu jenis baru superatom. Superatom ini terdiri dari atom magnesium yang termagnetisasi, meskipun magnesium alami tidak memiliki aktivitas magnetisme. Tim ini melaporkan bahwa superatom ini terbentuk dari logam pusat besi (Fe) dan 8 atom magnesium (Mg) membentuk struktur yang stabil menyerupai ikosahedral.
Klaster ini membentuk semacam magnet kecil dengan sumber magnet berasal dari logam besi dan magnesium yang termagnetisasi. Kombinasi ini sesuai dengan kekuatan magnet dari satu atom Fe dengan distribusi elektron spin tertentu yang merata di seluruh bagian klaster. Hasil riset mereka telah dipublikasikan pada Proceedings of the National Academy of Sciences.
Riset yang didukung oleh U.S Department of Energy ini membuka peluang ditemukannya metode yang lebih efisien untuk mengubah atom yang tidak bersifat magnet menjadi magnet melalui pengaturan atom magnet tunggal. Meskipun terdapat lebih dari seratus unsur pada tabel periodik, hanya terdapat 9 unsur yang memiliiki karakter magnet pada keadaan padat. Kombinasi antara karakter magnet dan konduktivitas dari superatom ini juga menjadi keuntungan. Magnesium merupakan konduktor listrik yang baik sehingga superatom ini menggabungkan karakter magnet dan konduktivitas listrik pada kulit terluar.
Kestabilan superatom ini dipengaruhi oleh struktur elektronik dari masing-masing penyusunnya. Kelompok superatom dengan delapan atom magnesium menambah kestabilan karena orbital valensi elektron yang terisi penuh. Orbital valensi yang penuh ini lebih sulit dipisahkan dibandingkan dengan orbital yang kosong atau setengah terisi sehingga menjadi lebih stabil. Orbital valensi yang penuh ini ditemui pada golongan gas mulia.
Kombinasi antara karakter kemagnetan dan konduktivitas listrik dari superatom ini dapat digunakan untuk aplikasi perangkat “elektronik molekular”. Teknologi semacam ini dapat menciptakan perkembangan di dunia komputer kuantum dengan prosesor yang lebih cepat, penyimpanan data yang lebih besar, dan sistem pengolahan data yang lebih terintegrasi.
Demikianlah apa yang bisa kami sampaikan mengenai bagaimana cara mengubah atom non-magnet menjadi atom magnet. Semoga bermanfaat (maglearning.id).