要回答這個問題,首先就要理解為什麼會產生磁性,為什麼有磁性的物質會相互排斥或吸引。要理解這些問題,我們必須從金屬原子的微觀原子結構來獲悉。所有的宏觀物子都是由分子、原子、離子等微觀粒子聚集形成的。在此我們考慮金屬的原子構成,金屬原子是由原子核和核外電子構成的。原子內部的電子在自轉的同時也不停地圍繞原子核旋轉(可以理解為地球的自轉和圍繞太陽的公轉運動,但二者有所不同)。無論是電子的自轉還是圍繞原子核的轉動根據法拉第定律都會產生電磁效應,即產生磁性,但對於絕大多數物質,電子的無規則的運動是沒有具體方向性的、雜亂無章的,這樣就導致了絕大多數物質分子對外不表現任何磁性。
但是,對於鐵、鈷、鎳等金屬,根據其核外的電子亞層排布結構,考慮到電子的分佔軌道不同以及自旋方向可能相同或相反,就有可能產生順磁性或逆磁性(嚴格求解過程可以透過解薛定諤方程求出)。在這種有差異的磁性環境下,對鐵、鈷、鎳金屬,內部的電子自旋可以在小範圍內自發排列起來形成磁疇區,磁疇區的方向排列一致,使得堆積形成的宏觀金屬的磁性進一步加強,就形成了可磁化的磁鐵。但對於多數金屬由於電子排布原因,無法形成規則排列的磁疇,因此就無法被磁體吸引。當然,除了鐵、鈷、鎳金屬外,一些鐵氧化合物由於相同的原因也能夠被吸引。
要回答這個問題,首先就要理解為什麼會產生磁性,為什麼有磁性的物質會相互排斥或吸引。要理解這些問題,我們必須從金屬原子的微觀原子結構來獲悉。所有的宏觀物子都是由分子、原子、離子等微觀粒子聚集形成的。在此我們考慮金屬的原子構成,金屬原子是由原子核和核外電子構成的。原子內部的電子在自轉的同時也不停地圍繞原子核旋轉(可以理解為地球的自轉和圍繞太陽的公轉運動,但二者有所不同)。無論是電子的自轉還是圍繞原子核的轉動根據法拉第定律都會產生電磁效應,即產生磁性,但對於絕大多數物質,電子的無規則的運動是沒有具體方向性的、雜亂無章的,這樣就導致了絕大多數物質分子對外不表現任何磁性。
但是,對於鐵、鈷、鎳等金屬,根據其核外的電子亞層排布結構,考慮到電子的分佔軌道不同以及自旋方向可能相同或相反,就有可能產生順磁性或逆磁性(嚴格求解過程可以透過解薛定諤方程求出)。在這種有差異的磁性環境下,對鐵、鈷、鎳金屬,內部的電子自旋可以在小範圍內自發排列起來形成磁疇區,磁疇區的方向排列一致,使得堆積形成的宏觀金屬的磁性進一步加強,就形成了可磁化的磁鐵。但對於多數金屬由於電子排布原因,無法形成規則排列的磁疇,因此就無法被磁體吸引。當然,除了鐵、鈷、鎳金屬外,一些鐵氧化合物由於相同的原因也能夠被吸引。