Em nível atômico, o que distingue um material paramagnético de um diamagnético? Como cada um se comporta em um campo magnético?
Os elétrons desemparelhados em um material paramagnético causam uma fraca atração por um campo magnético. Um material diamagnético, onde todos os elétrons estão emparelhados, é fracamente repelido por um campo magnético.

Passo 1

O enunciado pergunta qual é a diferença, em nível atômico, entre materiais paramagnéticos e diamagnéticos e como cada um se comporta ao ser submetido a um campo magnético externo. Vamos recorrer à origem dos momentos magnéticos atômicos (spin e movimento orbital dos elétrons) e ao conceito de susceptibilidade magnética para explicar esse comportamento.

Passo 2

Em um material diamagnético, todos os elétrons estão emparelhados, de modo que o momento magnético permanente resultante de cada átomo é nulo. Quando aplicamos um campo magnético externo \mathbf{B}, as órbitas eletrônicas sofrem uma pequena alteração (efeito de indução), gerando momentos magnéticos induzidos que se opõem a \mathbf{B} (lei de Lenz). A susceptibilidade magnética é negativa, isto é, \chi<0, e o material é fracamente repelido pelo campo.

Passo 3

Em um material paramagnético há elétrons desemparelhados, cada um com momento de spin (e possível contribuição orbital) não cancelada. Esses momentos permanentes estão orientados aleatoriamente na ausência de campo, mas ao aplicarmos \mathbf{B} eles tendem a se alinhar na mesma direção, provocando uma magnetização líquida paralela a \mathbf{B}. A susceptibilidade magnética é positiva, \chi>0, e geralmente obedece à Lei de Curie
\chi = \frac{C}{T}
onde C é a constante de Curie e T a temperatura absoluta. O material é, portanto, fracamente atraído pelo campo.

Resposta

Paramagnético: contém elétrons desemparelhados com momento magnético permanente, alinha-se parcialmente com o campo e é atraído (susceptibilidade \chi>0).
Diamagnético: todos os elétrons estão emparelhados, só apresenta momento magnético induzido oposto ao campo e é repelido (susceptibilidade \chi<0).

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