1. Elektronenspin en magnetisme:

* spin hoekmomentum: Elektronen bezitten een intrinsieke eigenschap genaamd spin hoekmomentum, die kan worden gevisualiseerd als de elektronen die op zijn as draait. Deze spin genereert een magnetisch dipoolmoment, waardoor elk elektron in wezen een kleine magneet wordt.

* Paren en annulering: Wanneer twee elektronen hetzelfde orbitaal bezetten, zijn hun spins tegengesteld, aangeduid als "gepaarde" of "spin-down". Deze tegenovergestelde spinoriëntatie zorgt ervoor dat de magnetische dipoolmomenten van de gepaarde elektronen elkaar annuleren.

2. Diamagnetische materialen:

* Alle gecombineerde elektronen: In diamagnetische materialen zijn alle elektronen gekoppeld. Aangezien de magnetische momenten worden opgeheven, worden deze materialen zwak afgestoten door een extern magnetisch veld.

* Geen netto magnetisch moment: Diamagnetische materialen hebben geen netto magnetisch moment en worden daarom niet aangetrokken tot een magneet.

3. Paramagnetische materialen:

* ongepaarde elektronen: Paramagnetische materialen bevatten ongepaarde elektronen. Deze ongepaarde elektronen hebben individuele magnetische momenten die niet worden geannuleerd.

* Zwak aangetrokken tot magneten: De ongepaarde elektronen stemmen hun magnetische momenten zwak uit met een extern magnetisch veld, waardoor het materiaal enigszins aangetrokken wordt tot een magneet. Deze attractie verdwijnt echter wanneer het externe magnetische veld wordt verwijderd.

4. Ferromagnetische materialen:

* Sterke magnetische domeinen: Ferromagnetische materialen vertonen sterke magnetische eigenschappen als gevolg van een unieke afstemming van ongepaarde elektronen in regio's die domeinen worden genoemd. Deze domeinen werken als kleine magneten en in afwezigheid van een extern veld zijn ze willekeurig georiënteerd.

* Permanent magnetisme: Bij blootstelling aan een magnetisch veld komen de domeinen uit, wat resulteert in een sterk magnetisch effect dat blijft bestaan, zelfs nadat het veld is verwijderd. Daarom kunnen ferromagnetische materialen permanente magneten worden.

Samenvatting:

Het combineren van elektronen speelt een cruciale rol bij het bepalen van de magnetische eigenschappen van een materiaal. Diamagnetische materialen hebben alle gepaarde elektronen, wat resulteert in geen netto magnetisch moment. Paramagnetische materialen hebben ongepaarde elektronen, wat leidt tot een zwakke aantrekkingskracht op magneten. Ferromagnetische materialen hebben sterke magnetische domeinen gevormd door uitgelijnde ongepaarde elektronen, waardoor ze permanente magneten kunnen worden.