एक परमाणु का चुंबकीय क्षण मुख्य भौतिक वेक्टर मात्रा है जो किसी भी पदार्थ के चुंबकीय गुणों की विशेषता है। शास्त्रीय विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत के अनुसार, चुंबकत्व के गठन का स्रोत, कक्षा में एक इलेक्ट्रॉन की गति से उत्पन्न होने वाली सूक्ष्म धाराएं हैं। चुंबकीय क्षण बिना किसी अपवाद के सभी प्राथमिक कणों, नाभिक, परमाणु इलेक्ट्रॉन कोशों और अणुओं का एक अनिवार्य गुण है।
चुंबकत्व, जो क्वांटम यांत्रिकी के अनुसार, सभी प्राथमिक कणों में निहित है, उनमें एक यांत्रिक क्षण की उपस्थिति के कारण होता है, जिसे स्पिन (क्वांटम प्रकृति की अपनी यांत्रिक गति) कहा जाता है। परमाणु नाभिक के चुंबकीय गुण नाभिक के घटक भागों - प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के स्पिन गति से बने होते हैं। इलेक्ट्रॉनिक गोले (अंतरापरमाणुक कक्षाओं) में भी एक चुंबकीय क्षण होता है, जो उस पर स्थित इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षणों का योग होता है।
दूसरे शब्दों में, प्राथमिक के चुंबकीय क्षणकण और परमाणु कक्षक एक अंतर-परमाणु क्वांटम यांत्रिक प्रभाव के कारण होते हैं जिसे स्पिन गति के रूप में जाना जाता है। यह प्रभाव अपने स्वयं के केंद्रीय अक्ष के चारों ओर घूमने के कोणीय गति के समान है। स्पिन गति को प्लैंक स्थिरांक में मापा जाता है, जो क्वांटम सिद्धांत का मूलभूत स्थिरांक है।
सभी न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉन और प्रोटॉन, जिनमें से, वास्तव में, परमाणु होते हैं, प्लैंक के अनुसार, एक स्पिन ½ के बराबर होता है। एक परमाणु की संरचना में, इलेक्ट्रॉनों, नाभिक के चारों ओर घूमते हुए, स्पिन गति के अलावा, एक कक्षीय कोणीय गति भी होती है। नाभिक, हालांकि यह एक स्थिर स्थिति में रहता है, इसमें कोणीय गति भी होती है, जो परमाणु स्पिन प्रभाव द्वारा निर्मित होती है।
परमाणु चुंबकीय क्षण उत्पन्न करने वाला चुंबकीय क्षेत्र इस कोणीय गति के विभिन्न रूपों द्वारा निर्धारित किया जाता है। चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण में सबसे अधिक ध्यान देने योग्य योगदान स्पिन प्रभाव द्वारा किया जाता है। पाउली सिद्धांत के अनुसार, जिसके अनुसार दो समान इलेक्ट्रॉन एक साथ एक ही क्वांटम अवस्था में नहीं हो सकते हैं, बाध्य इलेक्ट्रॉन विलीन हो जाते हैं, जबकि उनके स्पिन क्षण में विपरीत रूप से विपरीत अनुमान प्राप्त होते हैं। इस मामले में, इलेक्ट्रॉन का चुंबकीय क्षण कम हो जाता है, जिससे पूरे ढांचे के चुंबकीय गुण कम हो जाते हैं। कुछ तत्वों में जिनमें इलेक्ट्रॉनों की संख्या समान होती है, यह क्षण घटकर शून्य हो जाता है, और पदार्थों में चुंबकीय गुण नहीं रह जाते हैं। इस प्रकार, व्यक्तिगत प्राथमिक कणों के चुंबकीय क्षण का संपूर्ण परमाणु-परमाणु प्रणाली के चुंबकीय गुणों पर सीधा प्रभाव पड़ता है।
विषम संख्या में इलेक्ट्रॉनों वाले लौहचुम्बकीय तत्वों में अयुग्मित इलेक्ट्रॉन के कारण हमेशा गैर-शून्य चुंबकत्व होता है। ऐसे तत्वों में, पड़ोसी ऑर्बिटल्स ओवरलैप करते हैं, और अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों के सभी स्पिन क्षण अंतरिक्ष में समान अभिविन्यास लेते हैं, जिससे निम्नतम ऊर्जा अवस्था की उपलब्धि होती है। इस प्रक्रिया को एक्सचेंज इंटरेक्शन कहा जाता है।
फेरोमैग्नेटिक परमाणुओं के चुंबकीय क्षणों के इस संरेखण के साथ, एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। और अनुचुंबकीय तत्वों, जिनमें विचलित चुंबकीय क्षण वाले परमाणु होते हैं, का अपना चुंबकीय क्षेत्र नहीं होता है। लेकिन अगर आप उन पर चुंबकत्व के बाहरी स्रोत से कार्य करते हैं, तो परमाणुओं के चुंबकीय क्षण भी बाहर हो जाएंगे, और ये तत्व चुंबकीय गुण भी प्राप्त कर लेंगे।
