Ya sabes que si traes un imán cerca de una uña de hierro, la uña experimentará una atracción hacia el imán. No todos los metales, sin embargo, se comportan de la misma manera. Algunos metales son lo que los científicos llaman ferromagnético, lo que significa que quedan permanentemente magnetizados por un imán. Otros son paramagnéticos, lo que significa que solo están temporalmente magnetizados, y otros son diamagnéticos, lo que significa que experimentan una repulsión débil por un campo magnético.

Spin

Los electrones tienen una propiedad llamada spin, que es un poco como un momento angular (por ejemplo, una bola girando alrededor de su eje), aunque es importante no llevar esta analogía demasiado lejos, ya que el giro de los electrones es en última instancia muy diferente del tipo de giro que conoces en la vida cotidiana, como parte superior giratoria. Un electrón puede tener un giro de +1/2 o -1/2. En consecuencia, los electrones actúan un poco como pequeños imanes. Si dos electrones están emparejados en un orbital, los campos magnéticos que producen se anulan mutuamente, y el átomo no tiene un campo magnético neto.

Dominios

En materiales ferromagnéticos como el hierro, los átomos tienen red campos magnéticos y se agrupan junto con otros átomos en una pequeña subunidad llamada dominio. Un dominio puede a su vez estar alineado en cualquier dirección aleatoria o alineado en la misma dirección, junto con todos sus vecinos. Por lo general, los campos magnéticos no están alineados, por lo que un trozo de metal de hierro por sí solo no tiene un campo magnético neto; los campos magnéticos alineados aleatoriamente de átomos individuales se anulan mutuamente. Sin embargo, cuando se aplica un campo magnético externo, los átomos se alinean con él, por lo que el objeto se magnetiza.

Materiales diamagnéticos

En un campo diamagnético, cada átomo tiene electrones emparejados, por lo que todos los campos magnéticos creados por electrones individuales se cancelan. Cuando traes un objeto diamagnético cerca de un imán, creas diminutos bucles de corriente en los átomos del material, muy parecidos a los bucles de alambre en miniatura. De acuerdo con una ley de la física llamada Ley de Lenz, las corrientes que creas van en una dirección tal que producen un campo magnético opuesto al que aplicaste.

Efectos

No solo es diamagnético el metal como el cobre no experimenta atracción por un imán, en realidad experimenta repulsión. Esta repulsión es muy débil, así que a menos que el campo magnético sea muy fuerte, no lo verás. No obstante, este efecto es el resultado de la estructura del metal a nivel atómico. El cobre tiene todos los electrones emparejados en los llamados orbitales d, por lo que los átomos en cobre no tienen momentos magnéticos netos. El diamagnetismo es mucho más común entre los elementos de la tabla periódica que el ferromagnetismo o el paramagnetismo.