飛龍在天9783
在所有的八十種金屬元素中，有四種金屬在室溫下具有鐵磁性（磁性），它們分別是鐵、鈷、鎳、釓（gá）；此外，在超低溫下，有五種金屬是鐵磁性的，它們分別是鋱、鏑、鈥、鉺和銩。
因此，並不是只有鐵鈷鎳三種元素具有磁性，那為什麼我們都認為只有鐵鈷鎳三種元素具有磁性呢？
居里溫度：掌控磁性材料磁性有無的臨界溫度
居里溫度（Curie temperature，Tc），又稱磁性轉變點，是指磁性材料中自發磁化強度降到零時的溫度，是鐵磁性或亞鐵磁性物質轉變成順磁性物質的臨界點。
溫度低於居里溫度時，磁性材料有磁性，但一旦溫度高於該物質的居里溫度，該物質的磁性就會消失，成為順磁性物質，不具有磁性。
不同磁性材料的居里溫度不同，如鐵的居里溫度為786℃、鈷的居里溫度為1070℃、鎳的居里溫度為376℃、釓的居里溫度為20℃。
由上可知：釓雖然也可以有磁性，但當溫度高於20℃時，磁性就會消失。在地球上，20℃是很常見的溫度，甚至算是低溫，因此要想保持釓的磁性需要對其嚴加看護，不然一不小心磁性就會消失，變成一塊毫無吸引力的“廢銅爛鐵”。
此外，作為一種稀土材料，釓在地殼中的含量僅為0.000636％，儲量少、開採難度大，註定其難以為眾人所知，因此釓很少被列為磁性物質。
雖然在鐵磁性材料中難以大放異彩，但在某些特殊領域，釓被寄於重任。
- 釓有最高的熱中子俘獲面，可用作核反應堆的控制棒和中子吸收棒。
- 由於一種材料在受到磁場作用成為磁性組織時放熱，磁性消失是又會吸熱，利用這一性質，用釓鹽經磁化製冷可獲得接近絕對零度的超低溫。
世間金屬八十種，為何偏偏只有鐵鈷鎳釓之原子核外要有未成對的電子
1907年，法國科學家外斯提出了鐵磁性假說，較為系統地解釋了鐵磁現象出現的本質原因和規律，假說大致可分為兩點：
鐵磁物質內部存在很強的“分子場”，在“分子場”的作用下，原子磁矩趨於同向平行排列，即自發磁化至飽和，稱為自發磁化；
鐵磁體自發磁化分成若干個小區域，這些自發磁化至飽和的小區域被稱為磁疇，由於各個磁疇的磁場方向各不相同，其磁性彼此相互抵消，所以物體對外不顯磁性。
從微觀上來講磁性出現的原因就是：
物質由原子組成，原子由原子核和核外電子組成，原子核中又有質子和中子。核外電子每時每刻都在自旋和“公轉”，這兩種旋轉都會產生磁場，但由於公轉產生的磁場紊亂無序，彼此相互抵消。
因此鐵磁性物質自發磁化的根源是原子磁矩，而在原子磁矩中起主要作用的又是電子自旋磁矩。
由洪特規則和泡利不相容原理可知：電子總是儘可能以成對、自旋方向相反的方式排列並在核外運動。
自旋方向相反的兩個電子產生的磁場可以相互抵消，因此要想產生電子自旋磁矩，在原子的最外層電子中就要有未成對的電子，並且未成對電子越多，電子自旋磁矩越大。
例如：鐵有四個未成對電子，鈷有三個未成對電子，鎳有兩個未成對電子。理論上，鐵的最大磁矩為4μB，鈷的最大磁矩為3μB，鎳的最大磁矩為2μB（未成對電子自旋方向相同時有理論最大磁矩）。
按照上述理論，有五個未成對電子的錳，理論最大磁矩為5μB，其磁性應該比鐵鈷鎳的大，但實際上，錳並沒有磁性。
由此可見，原子外層有未成對電子並不能保證物質具有鐵磁性。
世間金屬八十種，為何偏偏只有鐵鈷鎳釓之相鄰原子間距與未填滿的內電子層的半徑之比大於3
大量的金屬原子排列組合形成金屬晶體，在形成晶體時，原子之間相互鍵合，形成不同類型的晶體，如面心立方、體心立方等。
根據鍵合理論可知，金屬原子相互接近形成金屬鍵時，電子雲要相互重疊。
對於過渡族金屬，原子的3d態與4s態能量相差不大（實際上3d＞4s），它們的電子雲的重疊，引起s、d狀態電子的再分配。這種作用會釋放能量——交換能Eex(與交換積分有關)，交換能可以使相鄰原子內3d層未抵消的自旋磁矩同向排列起來，形成一個個磁疇。
量子力學計算表明，當磁性物質內部相鄰原子的電子交換積分A為正時(A>0)，一小片區域內的相鄰原子的磁矩將同向平行排列，從而實現自發磁化，形成磁疇。
理論計算證明，交換積分A不僅與電子運動狀態的波函數有關，而且與原子核之間的距離Rab(點陣常數)和參加交換作用的電子核距核的距離r有關。
只有當原子核之間的距離Rab與參加交換作用的電子距核的距離(未填滿的內電子殼層半徑)r之比大於3，交換積分才有可能為正。
鐵、鈷、鎳以及某些稀土元素的Rab/r>3，滿足自發磁化的條件，於是可形成磁疇，當通以強磁場對這些物質進行磁化過後，它們將會具有磁性。
鉻、錳的A是負值，不滿足自發磁化的條件，但通過合金化作用，改變其點陣常數，使得Rab/r之比大於3，也可得到鐵磁性合金。
為什麼高溫可使磁性組織消磁？
當溫度升高時，原子間距加大，降低了電子間的交換作用，同時熱運動不斷破壞原子磁矩的規則取向，直到溫度高於居里溫度，以致完全破壞了原子磁矩的規則取向，磁疇消失，磁性消失。
綜上所述：一種元素要想擁有磁性，要同時滿足兩個條件：①原子核外有未成對電子，使得原子有電子自旋磁矩；②原子核之間的距離Rab與參加交換作用的電子距核的距離(未填滿的內電子殼層半徑)r之比大於3，使電子自旋磁矩同向排列，形成磁疇，自發磁化。
要同時滿足這兩種苛刻條件，肯定不會這麼容易，因此在八十種金屬中，只有鐵鈷鎳釓等少數幾種金屬才有磁性。
如果僅僅從原子層面考慮，那麼元素週期表中的大部分元素，除了惰性氣體氦氖氬氪氙氡之外，所有原子都因存在電子自旋磁矩而具有磁性。
但如果大量原子排列組合形成“宏觀可見”的物體，比如金屬晶體、原子晶體等，由於大多數原子不能自發磁化，形成不了一個個磁疇，原子的微型磁場相互抵消，使得物體不顯磁性。
而如果將具有特殊性質的不同元素組合在一起，採用特殊工藝流程，可以“激發”出原子本來的磁性，使物體顯磁性。比如銣鐵硼磁鐵，就是將銣、鐵、硼按照一定比例混合，採取特定工藝流程製造出來的具有強磁性的永磁體材料。
工藝流程：配料 → 熔鍊制錠/甩帶→ 制粉 → 壓型 → 燒結回火 → 磁性檢測 → 磨加工 → 銷切加工 → 電鍍 → 成品。
其中配料是基礎，燒結回火是關鍵。
零下二百七十三度
在元素週期表中，鐵、鈷、鎳、銅是挨著的，鐵是八族元素，鈷是九族元素，鎳是十族元素，銅是十一族元素。
鐵的原子序數是26，電子結構是[Ar]3d^64s^2，其中3d電子未填充滿，同時3d電子是傳導電子，換句話說3d電子並不隸屬於某個原子核，而是被全部原子核所共享的。
鈷的原子序數是27，電子結構是[Ar]3d^74s^2，鎳的原子序數是28，電子結構是[Ar]3d^84s^2。鐵、鈷、鎳的原子結構是類似的，3d電子都沒有填充滿，這意味著未填充滿的3d電子有可能是鐵、鈷、鎳具有鐵磁性的原因。
實驗發現鐵、鈷、鎳平均到每個原子身上的磁矩不是整數，這說明用局域電子的磁矩無法解釋鐵、鈷、鎳的鐵磁性，我們必須把鐵、鈷、鎳的3d電子考慮為巡遊電子。
銅的原子序數是29，電子結構是[Ar]3d^104s^1。和鐵、鈷、鎳不同，銅原子的3d電子是填充滿的，對磁矩的貢獻正好抵消，我們只需要考慮4s電子（銅的4s電子是巡遊電子）。
為了解釋巡遊電子的磁性，斯通納發展出了巡遊電子磁性理論。我們首先從哈伯德模型出發：
上式中的t項表示電子在晶格中的運動，對應電子的動能項。假設沒有電子的相互作用（U項，相同格點有1個自旋向上和1個自旋向下的電子的時候，會有一個能量的增加），對應“自由電子”的色散關係ε(k)。
ε(k)對自旋向上和自旋向下是“對稱”的，換句話說巡遊電子的一半會佔據自旋向上的態，另一半將佔據自旋向下的態，對外不顯示出磁性。銅對應的就是這種情況，對於銅來說U項很小，因此銅不具有鐵磁性。
考慮U項後，自旋向上的電子數目和自旋向下電子數目可能不同，造成U項的減少，同時T項會增加，如果“U項的減少”比“T項的增加”多時，自旋向上和自旋向下電子數目的不均衡就會自發地發生。
這對應著名的斯通納判據，UD(Ef)>1。
D(Ef)表示費米麵處的態密度，“T項的增加”是：
這裡D(Ef)δε對應自旋向下電子數目的減少，這部分電子構成了自旋向上電子數目的增加，由於泡利不相容原理，它們只能佔據高於費米麵的狀態，對應能量的增加是D(Ef)δε^2。
對鐵、鈷、鎳來說，恰好滿足UD(Ef)>1，巡遊電子中自旋向上電子數不同於自旋向下電子數的狀態更穩定，因此具有鐵磁性。
在不同維度下，電子的態密度是不一樣的，某些材料在3維時不滿足斯通納判據，但被限制在2維時，由於態密度D(Ef)的增加而滿足斯通納判據，從而具有鐵磁性。基於這個考慮，有些科學家推測Pd或V的單原子層會具有鐵磁性。
鑫蕊
物質大都是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部，電子不停地自轉，並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中，電子運動的方向各不相同、雜亂無章，磁效應相互抵消。因此，大多數物質在正常情況下，並不呈現磁性。
鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同，它內部的電子自旋可以在小範圍內自發地排列起來，形成一個自發磁化區，這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後，內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來，使磁性加強，就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程，磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力，鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說磁鐵有磁性了。
躺在沙發上喝白水
物質大都是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子又是由原子核和電子組成的。在原子內部，電子不停地自轉，並繞原子核旋轉。電子的這兩種運動都會產生磁性。但是在大多數物質中，電子運動的方向各不相同、雜亂無章，磁效應相互抵消。因此，大多數物質在正常情況下，並不呈現磁性。
鐵、鈷、鎳或鐵氧體等鐵磁類物質有所不同，它內部的電子自旋可以在小範圍內自發地排列起來，形成一個自發磁化區，這種自發磁化區就叫磁疇。鐵磁類物質磁化後，內部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來，使磁性加強，就構成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過程就是對鐵塊的磁化過程，磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產生吸引力，鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說磁鐵有磁性了。
量子旅行者
（1）物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫做磁性，具有磁性的物體叫做磁體．
（2）磁體上磁性最強的部分叫做磁極，每個磁體都有兩個磁極；磁極間的相互作用規律是：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．
（3）磁體周圍存在一種特殊物質，叫做磁場，磁極間的相互作用和磁化都是通過磁場發生的．磁場的基本性質是它對放入其中的磁體產生磁力的作用；放在磁場中的某一點的小磁針靜止時，北極所指的方向就是該點的磁場方向．
（4）用磁感線可以形象地描述磁場；磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來，回到磁體的南極．磁場越強的地方，磁感線分佈越密．
（5）地球周圍的磁場叫地磁場，地磁兩極跟地理兩極並不重合，地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近．水平放置磁針的指向跟地理子午線之間的交角叫磁偏角，它是我國宋代學者沈括最先發現的．
客家胖丁
目前發現內部具有磁疇的只有鐵、鈷、鎳,三種金屬極其化合物和合金。
其他任何物質根本沒有磁籌,連軟磁體都不是,無論是軟磁體還是硬磁體都是鐵、鈷、鎳,三種金屬極其化合物和合金,軟硬區別僅僅是磁滯回能力強弱決定的,本身都是導磁物質，
其他的什麼塑料,銅,金,銀全都不是導磁物質,磁導率和真空磁導率接近，原因就在於內部是否有磁籌,如果其他金屬能通過某種途徑產生大量磁籌,當然也就成了磁體。
娛樂小寧
因為鐵的次外層編制差4個電子，而外層僅有2個電子，使得鉄原子對周邊外層電子產生相吸，這樣鐵原子外層電子就會產生一個次平衡，即磁疇位置。由於電子也具有質量，即電子也有慣性，這種慣性就會維持次平衡，就會維持磁疇位置的穩定。所以當鐵受到外界磁性影響，就會產生磁疇，就會產生磁性。鈷、鎳同樣受到編制不全，只是現象比鐵相對差一些，所以也會產生磁性。
銅因為次外層滿足18個電子的編制要求，所以不產生次平衡，即不產生磁疇。
錳，由於次外層電子+外層電子+相鄰（一個原子）外層電子，都滿足不了18個電子的編制要求。這就使得錳原子產生兩個大小相等的次平衡，但方向相反，所以抵消便沒有磁疇產生的磁性現象。
另外引力大小與距離平方成正比使得：少於四個週期的電子層，由於外層電子離原子核太近，無法受相鄰原子核編制的影響。同樣多餘四個週期的電子層，又由於離原子核太遠，也無法受相鄰原子核編制影響。所以只有四個週期的鐵、等金屬，因為平方距離關係，才會產生磁性。
獸獸熱播
（1）物體能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質叫做磁性，具有磁性的物體叫做磁體．
（2）磁體上磁性最強的部分叫做磁極，每個磁體都有兩個磁極；磁極間的相互作用規律是：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．
（3）磁體周圍存在一種特殊物質，叫做磁場，磁極間的相互作用和磁化都是通過磁場發生的．磁場的基本性質是它對放入其中的磁體產生磁力的作用；放在磁場中的某一點的小磁針靜止時，北極所指的方向就是該點的磁場方向．
（4）用磁感線可以形象地描述磁場；磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來，回到磁體的南極．磁場越強的地方，磁感線分佈越密．
（5）地球周圍的磁場叫地磁場，地磁兩極跟地理兩極並不重合，地磁南極在地理北極附近，地磁北極在地理南極附近．水平放置磁針的指向跟地理子午線之間的交角叫磁偏角，它是我國宋代學者沈括最先發現的．
人生百味有你就夠
目前發現內部具有磁疇的只有鐵、鈷、鎳,三種金屬極其化合物和合金。
其他任何物質根本沒有磁籌,連軟磁體都不是,無論是軟磁體還是硬磁體都是鐵、鈷、鎳,三種金屬極其化合物和合金,軟硬區別僅僅是磁滯回能力強弱決定的,本身都是導磁物質，
其他的什麼塑料,銅,金,銀全都不是導磁物質,磁導率和真空磁導率接近，原因就在於內部是否有磁籌,如果其他金屬能通過某種途徑產生大量磁籌,當然也就成了磁體。
磁籌是什麼? 磁籌是相當於物體內部某些區域形成的小磁針,而且可以自由轉動方向,為什麼會有這種東西存在,可能和鐵、鈷、鎳形成的特殊晶體結構有關,其他金屬無法形成這樣的小磁針,弱導磁(沒有不導磁的東西,就連空氣導磁率都和銅差不多)
隨心隨性而流
因為它們內部電子在很小的範圍內會自發排列起來，形成磁化區叫磁疇，而鐵磁類物質磁化後其內部的磁疇會整齊的且方向一致的排列起來，使磁性加強就形成磁鐵了，其他的都不能。所以只有鐵，鈷，鎳會有磁性。
