所有原子都以某种方式对磁场作出响应，但它们根据原子核周围原子的构型而有不同的响应，取决于该构造，元件可以是抗磁性的，顺磁性的或铁磁性的。 具有反磁性的元素（实际上在一定程度上都是它们）被磁场弱斥，而顺磁性的元素则被弱力吸引并被磁化。 铁磁材料也具有被磁化的能力，但是与顺磁性元素不同，磁化是永久的。 顺磁性和铁磁性都比抗磁性要强，因此表现出顺磁性或铁磁性的元素不再具有抗磁性。


在室温下只有少数元素是铁磁性的。它们包括铁（Fe），镍（Ni），钴（Co），g（Gd）以及（如科学家最近发现的）钌（Ru）。您可以通过将这些金属暴露在磁场中来制造永磁体。顺磁性原子的列表要长得多。顺磁性元素在存在磁场的情况下会变成磁性，但是一旦移除磁场，它就会失去其磁性。这种行为的原因是在轨道外壳中存在一个或多个不成对的电子。

顺磁性与反磁性元素
过去200年中，科学界最重要的发现之一是电和磁的相互联系。因为每个原子都有一个带负电的电子云，所以它具有潜在的磁性，但是它是否显示铁磁性，顺磁性或反磁性取决于它们的构型。要了解这一点，有必要了解电子如何决定占据核周围的轨道。

电子具有称为自旋的质量，您可以将其可视化为旋转方向，尽管比这要复杂得多。电子可以具有“向上旋转”（您可以将其可视化为顺时针旋转）或“向下旋转”（逆时针）。它们与核之间的距离越来越严格，被严格定义为壳，每个壳内都有子壳，这些子壳具有离散数量的轨道，最多可被两个电子占据，每个电子具有相反的自旋。占据轨道的两个电子被称为成对。它们的自旋抵消并且它们不产生净磁矩。另一方面，占据轨道的单个电子是不成对的，并且确实会产生净磁矩。

抗磁性元素是没有不成对电子的元素。这些元素微弱地抵抗磁场，科学家通常通过在强电磁体上悬浮抗磁材料（例如热解石墨或青蛙（是的，青蛙！））来证明这一点。顺磁性元素是那些具有不成对电子的元素。它们使原子具有净磁偶极矩，并且在施加电场时，原子与电场对齐，元素变为磁性。当您移开磁场时，热能会介入以使排列随机化，并且磁性会丢失。

计算元素是顺磁性还是反磁性
电子以使净能量最小化的方式填充核周围的壳。科学家发现了这样做时遵循的三个规则，即奥夫布鲁原理，洪德规则和保利排斥原理。应用这些规则，化学家可以确定有多少电子占据了围绕原子核的每个子壳。

要确定元素是抗磁性的还是顺磁性的，仅需查看价电子，这些价电子占据最外层的子壳。如果最外层子壳包含具有不成对电子的轨道，则该元素是顺磁性的。否则，它是反磁性的。科学家将子壳标识为s，p，d和f。在写电子??构型时，惯例是在价电子之前是稀有气体，该稀有气体在元素周期表中位于相关元素之前。稀有气体完全充满了电子轨道，这就是为什么它们是惰性的。

例如：镁（Mg）的电子构型为[Ne] 3s2。 最外层的子壳包含两个电子，但它们不成对，因此镁是顺磁性的。 另一方面，锌（Zn）的电子构型为[Ar] 4s23d10。 它的外壳中没有不成对的电子，因此锌具有反磁性。

顺磁性原子列表
您可以通过写出每个元素的电子构型来计算它们的磁性，但是幸运的是，您不必这样做。 BIOFOUNT化学家已经帮您收集整理了中文顺磁性元素表。 它们如下：

锂（Li）
氧气（O）
钠（Na）
镁（Mg）
铝（Al）
钾（K）
钙（Ca）
dium（Sc）
钛（Ti）
钒（V）
锰（Mn）
（Rb）
锶（Sr）
钇（Y）
锆（Zr）
铌（Nb）
钼（Mb）
（Tc）
钌（Ru）（最近发现是铁磁性的）
铑（Rh）
钯（Pd）
铯（Cs）
钡（Ba）
镧（La）
铈（Ce）
（Pr）
钕（Nd）
（Sm）
（Eu）
（Tb）
（Dy）
（Ho）
（Er）
（Tm）
（Yb）
（Lu）
（Hf）
钽（Ta）
钨（W）
铼（Re）
锇（Os）
铱（Ir）
铂金（Pt）
钍（Th）
镤（Pa）
铀（U）
钚（Pu）
镅（A）

顺磁性化合物
当原子结合形成化合物时，出于与元素相同的原因，这些化合物中的一些也可能表现出顺磁性。如果化合物的轨道中存在一个或多个不成对的电子，则该化合物将为顺磁性。实例包括分子氧（O2），氧化铁（FeO）和一氧化氮（NO），在氧气的情况下，可以使用强电磁体显示这种顺磁性。如果在这样的磁铁的两极之间倒入液态氧，当氧气蒸发时，氧气会聚集在两极周围，从而形成氧气云。使用非顺磁性的液氮（N2）进行相同的实验，并且不会形成这种云。
             
如果要编制顺磁性化合物列表，则必须检查电子构型。由于赋予外价壳层中不成对的电子赋予顺磁性，因此具有此类电子的化合物就列在列表中。但是，在氧分子的情况下，存在偶数个价电子，但它们各自占据较低的能量状态，以使分子的整体能量状态最小化。在高轨道上有两个不成对的电子，而不是高轨道上的电子对，这使分子顺磁性。