單個原子都有磁性，但是在組成我們能夠看到，並且能夠拿在手裡研究的物體的時候，就需要很大數量的原子構成在一起。

而一般的物體沒有磁性，主要是因為構成物體的原子的磁極方向是散亂的，而一個物體顯示出磁性，主要是因為很多原子的磁極方向能夠對齊，所以一塊物體是否顯示出磁性，主要與構成物體的原子排列結構方式有關。

以前曾經聽說過有科學家對齊過塑膠中的原子，使塑膠顯示出磁性，這種對齊主要是透過改變物體的化學結構完成的。

什麼是磁矩

要理解原子的磁性，你首先需要知道一個概念就是磁矩，你可以簡單地把磁矩理解為是微觀意義上的磁性。我們在電磁學中學過，載流線圈在均勻外磁場中不受力，但會受到一個力矩，這力矩總是試著使線圈的磁矩轉到磁場B的方向。

一個載流線圈在一個均勻磁場中的磁矩公式是電流叉乘線圈的面積S。所以我們自然而言地可以想象到，電子在圍繞原子核運動時也會產生一個磁矩，這個磁矩我們稱之為軌道磁矩。

除了軌道磁矩之外，一個微觀的原子系統的磁矩還有另一個貢獻就是基本粒子的固有磁矩。比如電子的固有磁矩，原子核的固有磁矩等等。

我們先來看一個最簡單的例子——氫原子。氫原子的磁矩由以下幾部分組成：電子的固有磁矩，電子圍繞質子做軌道運動產生的磁矩以及質子的固有磁矩。氫原子的總磁矩就是這三項的向量和。

同樣地，其它的原子我們也可以把其所有磁矩列出來，然後疊加得到淨磁矩。

無論是電子的軌道磁矩還是電子以及原子核的固有磁矩，其都可以表示成為一個基本的磁矩單位乘上相應的一些量子數或者係數。這個磁矩單位對於電子來說叫做玻爾磁子，對於原子核來說叫做核的玻爾磁子，簡稱核磁子。磁矩單位和對應的粒子質量是成反比的，由於核的質量相當於電子質量的一千倍以上，所以原子核的單位磁矩比電子小了一千多倍。因此原子的磁性主要是由電子決定的。

電子固有磁矩跟電子的自旋有關，因此也叫自旋磁矩。根據泡利不相容原理，同一個體系中的兩個電子不能處於完全相同的量子態。當電子按照能量最低原理從最低能量往上排布時，自旋向上和自旋向下的電子配對排布。但排到外層時，有些原子中的電子不能夠再自旋向上以及自旋向下配對排列，這樣就有可能產生一個比較大的淨磁矩。

如果你看過了以上內容，便可以知道原子的磁性主要是由外層的一些電子決定的，內層電子的磁矩已經基本抵消。如果你沒有仔細看，那你接受這個結論即可。所以我們想比較鐵原子和碳原子的磁性，看看它們分別的外層電子排布就可以。鐵原子是3d6 4s2， 碳原子是2s2 2p2。什麼意思呢？就是鐵的外層電子是3d軌道上有六個電子，4s軌道上有兩個電子。碳原子的2s軌道上有兩個電子，2p軌道上也有兩個電子。對於鐵原子，有4個d軌道上的電子沒有形成配對，而對於碳原子2個p軌道上的電子沒有形成配對。

所以鐵原子的磁性我們便可以理解了，主要是其3d軌道上的未配對電子在起作用。而對於碳原子或者碳原子組成的材料，並沒有展示出鐵磁性，實際上，碳材料會有一定的抗磁性。這裡面會涉及到一些軌道雜化的知識，在此就不再贅述了。

一看這裡在籠統的說“磁性”，就知道是外行。對於“原子的磁性”來說，每個原子都有，還分為“抗磁性”和“順磁性”兩種，但恰恰不存在“鐵磁性”。

但確實存在著“鐵磁性物質”，那恰好不是因為“原子的磁性”，而是“晶體的磁性”所表示出來的特性。所以，物質的磁性，可以分為“抗磁性”、“順磁性”和“鐵磁性”三種，但正好不屬於“原子的磁性”。至於要解釋這三種磁性，要抄不少書，就算了吧。可以去查書或百度。

物體是否顯示磁性，並具有磁極，是由天體整體的內部運動性決定的，是星體內部電子流動決定的星體磁場，同時啟用磁性物體和磁分子去按順序排列，依此，決定單一物質磁性時就都統一在天體整體的磁性上。所談磁性物體顯示磁性，是多方面的，與天體比重，結構有著密切關聯，客觀上只充許一種比重結構相同的物體顯現磁性。顯示磁性不是無緣無故的，比重，磁性顯示結構與天體一致化才是顯現磁性的根本原因。在自然條件下，磁極性物體與天體一致性才是自然力方面決定的磁性一致性，人為的通電磁化也是要在相同前題下，相同性才能變成磁性物體。

一切天體都是有磁場的，月球的磁場還強於地球的磁場，在月球表面空間已感知得到，只是這種顯現認為是偶然的而沒認定，可能月球磁性物體不是鐵而已。以地球磁場為標準實難測到月球磁場，但客觀上所有天體都是有磁場的，不能以自已的主觀考慮問題，而是從客觀規律方面入手。

這個和原子排列方式有關，鐵鈷錳等黑色金屬原子容易朝同向排列，本身原子就有南北極，由於其它金屬或非金屬排列方式比較雜亂，不容易朝一個方向排列，所以它面要麼半磁，要麼沒磁性，，因為它們排列混亂，不顯磁性，所以碳圭應該屬於半磁性，矽鐵容易被吸住，但是不留磁，所以碳矽屬於半磁性