磁铁可以吸引铁、钴、镍等金属,是因为这些金属的什么特征?

Question

磁铁可以吸引铁、钴、镍等金属,是因为这些金属的什么特征?

Answer 1

金属整体的电子是按照大“分子”轨道整体排列的.可以用对称性原理还原成两个金属原子之间的分子轨道（性质相同）.这时会发现,按照电子排布的能量最低原理（这本身是轨道能级和自旋相斥两种规律同时作用）,铁、钴、镍会有几个不成对的电子.这些电子分布在最高能级几个“平行”的轨道上.由于有这种单自旋电子,也就是不成对电子,才会产生“顺磁”效应,也就是能够被磁铁吸引.铁氧磁体也是这样的.
你知道氧气也能被磁铁吸引吗?氧气的电子结构也是和铁氧磁体一样的.那么其他物质为什么不行呢?据个最简单的例子,甲烷.甲烷成键电子一共有八个,分子轨道里边最低能级有一个轨道,次低能级有三个轨道,次高能级有三个轨道,最高能级有一个轨道.电子分布的时候,先两个电子排在最低能级轨道（每个轨道可以容纳正反自旋的两个电子）,然后次高能级三个轨道,六个电子正好装满,没有单独的电子,也就没有“顺磁性”了.
你的那个原理有一点不对,就是铁、钴和镍等第八主族元素单质那些单自旋电子并不是在小范围排列的,而是在整个金属宏观体积范围内排列的.