Bir atomun manyetik momenti, herhangi bir maddenin manyetik özelliklerini karakterize eden ana fiziksel vektör miktarıdır. Klasik elektromanyetik teoriye göre manyetizma oluşumunun kaynağı, bir elektronun yörüngedeki hareketinden kaynaklanan mikro akımlardır. Manyetik moment, istisnasız tüm temel parçacıkların, çekirdeklerin, atomik elektron kabuklarının ve moleküllerin vazgeçilmez bir özelliğidir.
Kuantum mekaniğine göre tüm temel parçacıkların doğasında bulunan manyetizma, içlerinde spin (kuantum doğasının kendi mekanik momentumu) adı verilen mekanik bir momentin varlığından kaynaklanır. Atom çekirdeğinin manyetik özellikleri, çekirdeği oluşturan parçaların (protonlar ve nötronlar) dönüş momentlerinden oluşur. Elektronik kabuklar (atomik yörüngeler) de, üzerinde bulunan elektronların manyetik momentlerinin toplamı olan bir manyetik momente sahiptir.
Başka bir deyişle, ilköğretimin manyetik anlarıparçacıklar ve atomik orbitaller, spin momentumu olarak bilinen atom içi kuantum mekanik etkiden kaynaklanır. Bu etki, kendi merkezi ekseni etrafında dönmenin açısal momentumuna benzer. Spin momentumu, kuantum teorisinin temel sabiti olan Planck sabiti ile ölçülür.
Planck'a göre aslında atomu oluşturan tüm nötronlar, elektronlar ve protonlar ½'ye eşit bir dönüşe sahiptir. Bir atomun yapısında, çekirdeğin etrafında dönen elektronlar, spin momentumuna ek olarak, yörünge açısal momentumuna da sahiptir. Çekirdek, statik bir konumda olmasına rağmen, nükleer spin etkisi tarafından oluşturulan açısal bir momentuma da sahiptir.
Atomik bir manyetik moment oluşturan manyetik alan, bu açısal momentumun çeşitli biçimleri tarafından belirlenir. Manyetik alan oluşumuna en belirgin katkı spin etkisidir. İki özdeş elektronun aynı anda aynı kuantum durumunda olamayacağı Pauli ilkesine göre, bağlı elektronlar birleşirken, spin momentumları taban tabana zıt projeksiyonlar kazanır. Bu durumda, elektronun manyetik momenti azalır, bu da tüm yapının manyetik özelliklerini az altır. Çift sayıda elektrona sahip bazı elementlerde bu moment sıfıra düşer ve maddelerin manyetik özellikleri sona erer. Bu nedenle, bireysel temel parçacıkların manyetik momenti, tüm nükleer-atomik sistemin manyetik nitelikleri üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir.
Tek sayıda elektrona sahip ferromanyetik elementler, eşleşmemiş elektron nedeniyle her zaman sıfırdan farklı bir manyetizmaya sahip olacaktır. Bu tür elemanlarda, komşu orbitaller örtüşür ve eşleşmemiş elektronların tüm dönüş momentleri, uzayda aynı yönelimi alır, bu da en düşük enerji durumuna ulaşılmasına yol açar. Bu işleme değişim etkileşimi denir.
Ferromanyetik atomların manyetik momentlerinin bu hizalanmasıyla bir manyetik alan ortaya çıkar. Ve yönsüz manyetik momentlere sahip atomlardan oluşan paramanyetik elementlerin kendi manyetik alanları yoktur. Ama onlara harici bir manyetizma kaynağı ile etki ederseniz, atomların manyetik momentleri eşitlenecek ve bu elementler de manyetik özellikler kazanacaktır.
