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氧化鋰（Li?O）和石墨（垂直于層方向，即 ⊥c軸）都是典型的抗磁材料，但它們的抗磁性強度存在顯著差異。以下是具體對比： 1. 抗磁性強度對比 材料 磁化率（χ, 10?? emu/mol） 抗磁性來源 氧化鋰（Li?O） ≈ ?30 O2?的閉殼層電子（2s22p?）主導 石墨（⊥c軸） ≈ ?22 π電子的朗道抗磁性（Landau diamagnetism） 氧化鋰的抗磁性比石墨強約36%（即 （30?22）/22×100%）。 兩者的抗磁性均遠強于常見抗磁體（如H?O，χ ≈ ?13 × 10?? emu/mol）。 2. 物理機制差異 氧化鋰： 抗磁性完全來自離子實（Li?和O2?）的閉殼層電子，屬于局域電子抗磁性。 O2?的電子云較大（2p?軌道），對外磁場的屏蔽效應更強，因此抗磁性更顯著。 石墨（⊥c軸）： 抗磁性主要源于離域π電子在垂直磁場下的環形電流（朗道抗磁性），屬于傳導電子抗磁性。 由于石墨層間電子流動性較弱，其抗磁性強度略低于氧化鋰。 3. 實驗測量注意事項 氧化鋰： 純凈Li?O的磁化率與理論值吻合較好，但若含順磁雜質（如過渡金屬離子），需通過提純或扣除背景信號。 石墨： 需嚴格定向測量（⊥c軸方向），若多晶樣品存在取向混亂，測得的抗磁性會因各向異性而降低。 4. 應用場景差異 氧化鋰： 作為絕緣體，其抗磁性主要用于基礎研究（如磁屏蔽參考材料）。 石墨： 抗磁性的各向異性可用于磁懸浮實驗（如熱解石墨在強磁場中的懸浮現象）。 結論 氧化鋰的抗磁性顯著強于石墨（⊥c軸方向），兩者差異主要源于電子結構的局域性與離域性。若需高抗磁性能的固態材料，Li?O是更優選擇；若需各向異性或導電抗磁體，則石墨更適用。 |
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