Det magnetiske momentet til et atom er den viktigste fysiske vektormengden som karakteriserer de magnetiske egenskapene til ethvert stoff. Kilden til dannelsen av magnetisme, ifølge den klassiske elektromagnetiske teorien, er mikrostrømmer som oppstår fra bevegelsen til et elektron i bane. Det magnetiske momentet er en uunnværlig egenskap for alle elementærpartikler, kjerner, atomelektronskall og molekyler uten unntak.
Magnetisme, som er iboende i alle elementærpartikler, ifølge kvantemekanikken, skyldes tilstedeværelsen av et mekanisk moment i dem, k alt spinn (dets eget mekaniske momentum av kvantenaturen). De magnetiske egenskapene til atomkjernen består av spinnmomenta til kjernens bestanddeler - protoner og nøytroner. Elektroniske skjell (intraatomiske baner) har også et magnetisk moment, som er summen av de magnetiske momentene til elektronene som befinner seg på det.
Med andre ord, de magnetiske øyeblikkene i elementærenpartikler og atomorbitaler skyldes en intraatomisk kvantemekanisk effekt kjent som spinnmomentum. Denne effekten ligner på vinkelmomentet for rotasjon rundt sin egen sentrale akse. Spinnmomentum måles i Plancks konstant, kvanteteoriens fundamentale konstant.
Alle nøytroner, elektroner og protoner, som faktisk atomet består av, ifølge Planck, har et spinn lik ½. I strukturen til et atom har elektroner, som roterer rundt kjernen, i tillegg til spinnmomentet, også en orbital vinkelmomentum. Kjernen, selv om den inntar en statisk posisjon, har også et vinkelmomentum, som skapes av kjernespinneffekten.
Det magnetiske feltet som genererer et atomisk magnetisk moment bestemmes av de ulike formene for dette vinkelmomentet. Det mest merkbare bidraget til dannelsen av et magnetfelt er laget av spinneffekten. I henhold til Pauli-prinsippet, ifølge hvilket to identiske elektroner ikke kan være samtidig i samme kvantetilstand, smelter bundne elektroner sammen, mens spinnmomenta deres får diametr alt motsatte projeksjoner. I dette tilfellet reduseres det magnetiske momentet til elektronet, noe som reduserer de magnetiske egenskapene til hele strukturen. I noen grunnstoffer som har et jevnt antall elektroner, avtar dette momentet til null, og stoffene slutter å ha magnetiske egenskaper. Dermed har det magnetiske momentet til individuelle elementærpartikler en direkte innvirkning på de magnetiske egenskapene til hele det kjernefysiske atomsystemet.
Ferromagnetiske elementer med et oddetall elektroner vil alltid ha ikke-null magnetisme på grunn av det uparede elektronet. I slike elementer overlapper nærliggende orbitaler, og alle spinnmomenter av uparrede elektroner har samme orientering i rommet, noe som fører til oppnåelse av den laveste energitilstanden. Denne prosessen kalles utvekslingsinteraksjon.
Med denne justeringen av de magnetiske momentene til ferromagnetiske atomer, oppstår et magnetisk felt. Og paramagnetiske elementer, bestående av atomer med desorienterte magnetiske momenter, har ikke sitt eget magnetfelt. Men hvis du handler på dem med en ekstern kilde til magnetisme, vil de magnetiske momentene til atomene jevne seg ut, og disse elementene vil også få magnetiske egenskaper.
