El momento magnético de un átomo es la principal cantidad vectorial física que caracteriza las propiedades magnéticas de cualquier sustancia. La fuente de formación del magnetismo, según la teoría electromagnética clásica, son las microcorrientes que surgen del movimiento de un electrón en órbita. El momento magnético es una propiedad indispensable de todas las partículas elementales, núcleos, capas de electrones atómicos y moléculas sin excepción.
El magnetismo, que es inherente a todas las partículas elementales, según la mecánica cuántica, se debe a la presencia de un momento mecánico en ellas, llamado espín (un momento mecánico propio de naturaleza cuántica). Las propiedades magnéticas del núcleo atómico se componen de los momentos de espín de las partes constituyentes del núcleo: protones y neutrones. Las capas electrónicas (órbitas intraatómicas) también tienen un momento magnético, que es la suma de los momentos magnéticos de los electrones ubicados en ellas.
En otras palabras, los momentos magnéticos deLas partículas y los orbitales atómicos se deben a un efecto mecánico cuántico intraatómico conocido como momento de giro. Este efecto es similar al momento angular de rotación alrededor de su propio eje central. El momento de giro se mide en la constante de Planck, la constante fundamental de la teoría cuántica.
Todos los neutrones, electrones y protones, de los que, de hecho, se compone el átomo, según Planck, tienen un espín igual a ½. En la estructura de un átomo, los electrones, que giran alrededor del núcleo, además del momento de espín, también tienen un momento angular orbital. El núcleo, aunque ocupa una posición estática, también tiene un momento angular, que es creado por el efecto del espín nuclear.
El campo magnético que genera un momento magnético atómico está determinado por las diversas formas de este momento angular. La contribución más notable a la creación de un campo magnético la realiza el efecto de espín. Según el principio de Pauli, según el cual dos electrones idénticos no pueden estar simultáneamente en el mismo estado cuántico, los electrones ligados se fusionan, mientras que sus momentos de espín adquieren proyecciones diametralmente opuestas. En este caso, se reduce el momento magnético del electrón, lo que reduce las propiedades magnéticas de toda la estructura. En algunos elementos que tienen un número par de electrones, este momento se reduce a cero y las sustancias dejan de tener propiedades magnéticas. Por lo tanto, el momento magnético de las partículas elementales individuales tiene un impacto directo en las cualidades magnéticas de todo el sistema atómico-nuclear.
Los elementos ferromagnéticos con un número impar de electrones siempre tendrán un magnetismo distinto de cero debido al electrón desapareado. En tales elementos, los orbitales vecinos se superponen y todos los momentos de espín de los electrones desapareados toman la misma orientación en el espacio, lo que conduce al logro del estado de energía más bajo. Este proceso se denomina interacción de intercambio.
Con esta alineación de los momentos magnéticos de los átomos ferromagnéticos, surge un campo magnético. Y los elementos paramagnéticos, que consisten en átomos con momentos magnéticos desorientados, no tienen su propio campo magnético. Pero si se actúa sobre ellos con una fuente externa de magnetismo, entonces los momentos magnéticos de los átomos se equilibrarán y estos elementos también adquirirán propiedades magnéticas.
