電子帶有電荷和自旋，除了很特殊的情況（Luttinger液體裡自旋電荷分離），一般這兩個性質是一起的所以兩個電子透過電荷可以有庫侖相互作用，透過自旋可以有磁偶極子相互作用，但是庫侖作用遠遠大於偶極子作用，所以我們一般只需要考慮庫侖相互作用先考慮題主的問題的情況，兩個電子自旋反向排列氫分子裡有兩個電子，每個電子都被各自的質子束縛，如果這兩個電子相距無窮遠，那麼顯然兩個電子都處在氫原子的最低能級，但是慢慢將兩個電子靠近，庫侖作用使得這兩個簡併態退簡併，我們知道兩個電子組成的系統必須是全反對稱，如果自旋部分是反對稱的自旋相反的單態，同時電子具有全同性，所以兩個電子可以在兩個質子間躍遷，這樣可以減小動能使得體系能量降低，如果自旋是對稱的自旋相同的三態，根據泡利不相容原理，電子不能在兩個質子間躍遷，那麼動能很大，所以體系能量很高，這裡，我們認為兩個電子都大致束縛在質子附近，所以庫侖相互作用的大小是差不多的，所以自旋的排列主要考慮動能。上述就是自旋的交換相互作用，其根源是庫侖相互作用，並使得自旋反向排列。下面我們考慮兩個電子的自旋平行排列的情況考慮一個原子有兩個近乎簡併的軌道，兩個電子在佔據這兩個軌道時，由於都被原子核束縛，所以動能差不多，這裡主要考慮庫侖相互作用，由於兩個電子組成的體系是全反對稱，如果自旋空間是對稱的同向排列的三態，那麼空間部分就是反對稱的，這樣能夠讓兩個電子在空間的交疊最小從而減小庫侖相互作用，但是如果自旋空間是反對稱的單態，那麼空間部分就是對稱的，這樣兩個電子的重疊就會增大，庫侖相互作用就很大，所以體系會選擇自旋同向平行，將兩個軌道推廣到多軌道，就是原子物理裡的Hund rule，其根源是為了減小電子間的庫侖相互作用。其實自旋是固體裡磁性的根源，除了上述兩種機制，還有很多別的機制，比如Anderson提出的超交換機制，還有RKKY作用，至於巡遊磁性，就更加複雜了。