Le moment magnétique d'un atome est la principale grandeur vectorielle physique qui caractérise les propriétés magnétiques de toute substance. La source de la formation du magnétisme, selon la théorie électromagnétique classique, sont les microcourants résultant du mouvement d'un électron en orbite. Le moment magnétique est une propriété indispensable de toutes les particules élémentaires, noyaux, couches d'électrons atomiques et molécules sans exception.
Le magnétisme, qui est inhérent à toutes les particules élémentaires, selon la mécanique quantique, est dû à la présence d'un moment mécanique en elles, appelé spin (son propre moment mécanique de nature quantique). Les propriétés magnétiques du noyau atomique sont constituées des impulsions de spin des parties constituantes du noyau - protons et neutrons. Les coquilles électroniques (orbites intraatomiques) ont également un moment magnétique, qui est la somme des moments magnétiques des électrons qui s'y trouvent.
En d'autres termes, les moments magnétiques de l'élémentaireles particules et les orbitales atomiques sont dues à un effet mécanique quantique intra-atomique connu sous le nom de moment de spin. Cet effet est similaire au moment cinétique de rotation autour de son propre axe central. L'impulsion de spin est mesurée dans la constante de Planck, la constante fondamentale de la théorie quantique.
Tous les neutrons, électrons et protons, dont, en fait, l'atome est constitué, selon Planck, ont un spin égal à ½. Dans la structure d'un atome, les électrons, tournant autour du noyau, en plus du moment de spin, ont également un moment cinétique orbital. Le noyau, bien qu'il occupe une position statique, possède également un moment cinétique, qui est créé par l'effet de spin nucléaire.
Le champ magnétique qui génère un moment magnétique atomique est déterminé par les différentes formes de ce moment cinétique. La contribution la plus notable à la création d'un champ magnétique est apportée par l'effet de spin. Selon le principe de Pauli, selon lequel deux électrons identiques ne peuvent pas être simultanément dans le même état quantique, les électrons liés fusionnent, tandis que leurs impulsions de spin acquièrent des projections diamétralement opposées. Dans ce cas, le moment magnétique de l'électron est réduit, ce qui réduit les propriétés magnétiques de l'ensemble de la structure. Dans certains éléments qui ont un nombre pair d'électrons, ce moment diminue jusqu'à zéro et les substances cessent d'avoir des propriétés magnétiques. Ainsi, le moment magnétique des particules élémentaires individuelles a un impact direct sur les qualités magnétiques de l'ensemble du système nucléaire-atomique.
Les éléments ferromagnétiques avec un nombre impair d'électrons auront toujours un magnétisme non nul en raison de l'électron non apparié. Dans de tels éléments, les orbitales voisines se chevauchent et tous les moments de spin des électrons non appariés prennent la même orientation dans l'espace, ce qui conduit à l'obtention de l'état d'énergie le plus bas. Ce processus s'appelle l'interaction d'échange.
Avec cet alignement des moments magnétiques des atomes ferromagnétiques, un champ magnétique apparaît. Et les éléments paramagnétiques, constitués d'atomes avec des moments magnétiques désorientés, n'ont pas leur propre champ magnétique. Mais si vous agissez sur eux avec une source externe de magnétisme, les moments magnétiques des atomes s'équilibreront et ces éléments acquerront également des propriétés magnétiques.
