在元素週期表中，鐵、鈷、鎳、銅是挨著的，鐵是八族元素，鈷是九族元素，鎳是十族元素，銅是十一族元素。

鐵的原子序數是26，電子結構是[Ar]3d^64s^2，其中3d電子未填充滿，同時3d電子是傳導電子，換句話說3d電子並不隸屬於某個原子核，而是被全部原子核所共享的。

原子能級填充次序，可見先填充4s，再填充3d。

鈷的原子序數是27，電子結構是[Ar]3d^74s^2，鎳的原子序數是28，電子結構是[Ar]3d^84s^2。鐵、鈷、鎳的原子結構是類似的，3d電子都沒有填充滿，這意味著未填充滿的3d電子有可能是鐵、鈷、鎳具有鐵磁性的原因。

常見鐵磁體的居里溫度和磁矩。

實驗發現鐵、鈷、鎳平均到每個原子身上的磁矩不是整數，這說明用局域電子的磁矩無法解釋鐵、鈷、鎳的鐵磁性，我們必須把鐵、鈷、鎳的3d電子考慮為巡遊電子。

銅的原子序數是29，電子結構是[Ar]3d^104s^1。和鐵、鈷、鎳不同，銅原子的3d電子是填充滿的，對磁矩的貢獻正好抵消，我們只需要考慮4s電子（銅的4s電子是巡遊電子）。

為了解釋巡遊電子的磁性，斯通納發展出了巡遊電子磁性理論。我們首先從哈伯德模型出發：

上式中的t項表示電子在晶格中的運動，對應電子的動能項。假設沒有電子的相互作用（U項，相同格點有1個自旋向上和1個自旋向下的電子的時候，會有一個能量的增加），對應“自由電子”的色散關係ε(k)。

ε(k)對自旋向上和自旋向下是“對稱”的，換句話說巡遊電子的一半會佔據自旋向上的態，另一半將佔據自旋向下的態，對外不顯示出磁性。銅對應的就是這種情況，對於銅來說U項很小，因此銅不具有鐵磁性。

考慮U項後，自旋向上的電子數目和自旋向下電子數目可能不同，造成U項的減少，同時T項會增加，如果“U項的減少”比“T項的增加”多時，自旋向上和自旋向下電子數目的不均衡就會自發地發生。

這對應著名的斯通納判據，UD(Ef)>1。

D(Ef)表示費米麵處的態密度，“T項的增加”是：

這裡D(Ef)δε對應自旋向下電子數目的減少，這部分電子構成了自旋向上電子數目的增加，由於泡利不相容原理，它們只能佔據高於費米麵的狀態，對應能量的增加是D(Ef)δε^2。

與此同時U項是減少的：

斯通納條件：

即：UD(Ef)>1。

對鐵、鈷、鎳來說，恰好滿足UD(Ef)>1，巡遊電子中自旋向上電子數不同於自旋向下電子數的狀態更穩定，因此具有鐵磁性。

在不同維度下，電子的態密度是不一樣的，某些材料在3維時不滿足斯通納判據，但被限制在2維時，由於態密度D(Ef)的增加而滿足斯通納判據，從而具有鐵磁性。基於這個考慮，有些科學家推測Pd或V的單原子層會具有鐵磁性。

銅和C60都沒有鐵磁性，但當我們把銅和C60的薄膜放在一起的時候，銅就具有了鐵磁性。

此外，最近有一個實驗表明，銅和C60的多層膜結構，由於C60層的存在，使銅中的3d電子和C60的π電子發生混合，相當於銅中的一些電荷（3d電子）發生了“轉移”，這使得本來不具有磁性的銅變得有鐵磁性了。

鐵原子核可以產生有序自旋排列，自旋方向一致，能夠帶動周圍其它粒子自旋方向保持有序自旋，所以能產生磁場，金銀銅不能產生磁場是因為他們的原子核不能產生自旋，不能帶動周圍其它粒子有序排列自旋，他們的原子核周圍的其它微粒都處於雜亂無章的自旋，所以就不能顯出磁性