Waarom zijn niet alle metalen magnetisch? Welke metalen zijn wel en welke niet magnetisch?

Wat bepaalt of een metaal magnetisch is of niet zijn de elektronen in de atomen. Deze subatomische deeltjes bevinden zich in "baan" rond de nucleus, vaak in paren en in tegenovergestelde richting. Omdat elektronen negatief geladen zijn creëren zij een microscopisch magnetisch veld met een bepaalde oriëntatie, een moment. En omdat elektronen vaak in paren reizen, en in tegenovergestelde richting, doen de individuele velden van de elektronen elkaar teniet: ze heffen elkaar op.

Sommige metalen hebben echter ongepaarde elektronen, die dus alleen rond de atoomkern reizen. Hun magnetische velden worden dus niet opgeheven door een meereizend gepaard elektron. IJzer heeft bijvoorbeeld dit soort ongepaarde elektronen, hierdoor heeft elk ijzeratoom een magnetisch moment (zie ook de afbeelding).

Heel veel

Toegevoegd na 7 minuten:
Heel veel ijzeratomen die met hun magnetisch moment dezelfde kant op wijzen maken op hun beurt samen weer een groter magnetisch moment, wat de som is van alle momenten van elk individueel atoom. Zodoende is ijzer magnetisch. Metalen die minder magnetisch zijn hebben een minder mooi uitgelijnd raster van magnetisch momenten: bij hen wijzen de momenten verschillende kanten op waardoor ze elkaar opheffen.

De uitlijning van deze momenten gebeurt niet vanzelf, maar wanneer er een magnetisch veld wordt uitgeoefend op het metaal. Hierdoor draaien de momenten met de richting van het magnetisch veldmoment mee, waardoor er een aantrekkingskracht ontstaat. Of ze draaien juist tegen het veldmoment in waardoor er een afstotingskracht ontstaat (zie tweede afbeelding).