Основные типы магнитных состояний вещества

Диамагнетики (diamagnetic materials) характеризуются тем, что при помещении их во 
внешнее магнитное поле они приобретают магнитный момент, противоположно 
направленный внешнему магнитному полю, то есть это материалы, намагничивающиеся 
против направления наложенного на них магнитного поля. Это приводит к выталкиванию 
внешнего магнитного поля из такого материала.
В диамагнетиках составляющие магнитных полей атомов складываются и образуют 
собственное магнитное поле, ослабляющее внешнее магнитное поле. Диамагнетизм 
материалов является следствием диамагнетизма атомов и электронов проводимости. 
Электроны в атомах можно условно разделить на две группы: внутренние и внешние. 
Внутренние электронные оболочки атомов полностью заполнены электронами, поэтому их 
суммарный спиновой момент равен нулю. Если атом находится в магнитное поле, то по 
правилу Ленца при изменении магнитного потока, пронизывающего внутренние 
электронные оболочки, которые представляют собой электрический контур, в нем возникает 
индуцированный электрический ток. Магнитное поле, создаваемое индуцированным током, 
противоположно внешнему магнитному полю, а магнитный момент, связанный с этим током, 
и есть диамагнитный момент. Таким образом, электроны полностью заполненных в силу 
замкнутости внутренних оболочек всегда дают вклад в диамагнетизм. Диамагнитная 
составляющая присутствует у всех материалов.
Вклад внешних – валентных – электронов различен для различных материалов. У 
атомов, образующих диамагнетики, валентные оболочки полностью заполнены, то есть в 
этих материалах полностью заполнена валентная зона, вследствие чего диэлектрики 
являются, как правило, диамагнетиками. Из металлов к ним относятся, например, Zn, Cu, Ag, 
Au. 
Парамагнетики (paramagnetic materials) состоят из атомов (молекул или ионов) с 
собственными магнитными моментами, которые под действием внешнего магнитного поля 
ориентируются по его направлению и тем самым создают результирующее поле, 
превышающее внешнее. Парамагнетики втягиваются в магнитное поле. В отсутствии 
внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен, так как из-за теплового движения 
собственные магнитные моменты атомов ориентированы беспорядочно.
Парамагнетизм наблюдаются в материалах, содержащих следующие компоненты: 

---

43 
- атомы и молекулы с нечетным числом электронов, из-за чего у них имеется не 
скомпенсированный спиновый магнитный момент
- свободные атомы и/или ионы, имеющие недостроенные внутренние оболочки, как это 
имеет место у переходных и редкоземельных элементов, в связи с чем с каждым из них 
связан магнитный момент, обусловленный нескомпенсированностью спинов одного или 
нескольких электронов недостроенной d- или f-оболочки
- молекулы с четным числом электронов, например, молекулы серы и кислорода, у которых 
основное состояние имеет спин 1 (триплеты) 
- дефекты кристаллической решетки с нечетным числом электронов.
Большинство металлов и полупроводников обладают парамагнитными свойствами 
благодаря наличию нескомпенсированных магнитных моментов электронов проводимости. В 
диэлектриках же парамагнетизм обусловлен главным образом ориентацией магнитных 
моментов локализованных электронов.