磁学性质是物质的重要物理性质之一。通过磁矩测量分子结构也是很重要的方法之一。按照磁学性质可将物质划分为：顺磁性、反磁性、铁磁性和反铁磁性四类。接下来逐一简单介绍这四种性质。
顺磁性是将某种物质置于磁感应强度为B0的磁场中，则该物质内部的磁感应强度为B，则有公式
B＇是物质磁化产生的附加磁感应强度。如果是均匀的物质，B＇可以和B0方向相同，也可以相反。如果两者方向相同，称为顺磁性物质。顺磁性物质在外加磁场中被吸引，由于B＇比B0小，顺磁性物质在外加磁场方向被磁化的程度比较轻微。
磁性是由带电粒子运动产生的，物质的磁性源于原子中电子的自旋运动、电子的轨道运动以及原子核的质子和中子的运动。相应磁矩分别称为电子自旋磁矩、电子的轨道磁矩与核磁矩。顺磁性物质的磁矩主要来自于电子的自旋运动。可按下式公式计算
n为未成对电子数，B.M.是磁矩的单位，叫做波尔磁子，按照这个公式计算的磁矩与实验测得的磁矩相符，就属于顺磁性物质。这类具有未成对电子的分子，它的磁矩在无外加磁场时就存在，称为永久磁体。
如果某物质在磁感应强度为B0的磁场中所产生的附加磁感应强度B＇，当B＇方向与B0相反时，这种物质称为反磁性物质，也叫抗磁性物质。反磁性物质在外加磁场中被排斥。在反磁性物质的分子中，所有电子都自旋成对，没有未成对电子，所以没有永久磁矩。在外加磁场中，电子都成对出现，净的磁矩为0，而电子的轨道运动在磁场方向产生的净的轨道磁矩，其方向与外加磁场相反。这种磁矩是在磁场的诱导下产生，磁场撤除后，随即消失。实际上顺磁性的物质的分子，也有成对电子，也具有反磁性，只是因为顺磁性物质的分子具有永久磁矩，所以顺磁性超过反磁性，净结果表现为具有顺磁性。
铁磁性物质首先是具有顺磁性，但是这类物质在外加磁场B0中，所产生的附加磁感应强度B＇比B0大很多。在足够低的温度下，很多顺磁性物质会发生相变，转变成其中所有自旋都彼此排列整齐，从而大大增强了物质的磁性。当外加磁场消除后，其磁感应强度仍然保持不变。当邻近的自旋在物质中适当大的区域内按相同的方向排布时，就会产生很强的磁感应强度，这种区域成为磁畴。
如图，a图顺磁性物质中，原子或分子是混乱排布的；b图就是在铁磁性物质中，原子的磁矩组合成磁畴；c未磁化的铁磁性物质中，磁畴的方向是混乱的；d被磁化后，磁畴方向是一致的
在铁磁性物质中的磁畴中，含有相当大数量的同一方向自旋的原子。未被磁化前这些磁畴的方向可能有多种，因此，它们的磁矩能相互抵消。然而铁磁性物质被放在外加磁场中，这些磁畴就调整为按同一方向排列而产生很强的磁效应。在被磁化的过程中，磁畴方向的调整如同物质的重结晶过程而形成有规则的晶体，当磁场撤除后，磁畴方向不变，这种物质成为永磁材料。
总之，一种物质具有铁磁性的关键因素有两点：一是该物质必须有未成对电子，或者说这种物质必须有顺磁性；二是原子间的距离必须适合于使原子有可能形成磁畴。常见的铁、钴、镍都是铁磁性物质，因此可以作为铁磁性材料
与铁磁性相反，当从具有顺磁性物质发生相变时，物质中相邻的自旋按相反方向排列，自旋的顺磁性收到强烈地抑制，这种物质成为反铁磁性，NiO就是少见的反铁磁性的物质。
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