为什么只有吸铁石，却没有吸铜石和吸铝石呢？为什么铜跟铝不能被磁化呢？

为什么只有吸铁石，却没有吸铜石和吸铝石呢？为什么铜跟铝不能被磁化呢？在日常生活中，我们听说过磁铁，但没有听说过磁性铜、磁性铝。玩过磁铁的人可能都知道，磁铁有磁性，两块磁铁可以互相吸引，而铁不能有磁性，磁化的铁也具有磁性。磁铁可以磁化铁，但不能磁化铜或铝。为什么呢？为什么只有磁铁等少数物质具有天然的磁性？

而要弄清楚这个问题，我们先来了解一下磁的知识。因为铜材料在磁场的作用下，会出现电子环流，并已造成铜的表面会出现二重磁性，所以它不可能有明显的磁性。铝是因为铝中的原子很奇怪。与其他整齐排列的原子相比，铝有一个未配对的电子，当顺磁线排列时，就会产生顺磁性。顺磁性，像二元磁性一样，是非磁性的。

电磁同构。人类认识电磁现象的历史早在几千年前，人类就发现了天然磁铁，并对磁铁有了一定的了解，发现可以用磁铁指示方向，我国古人还制作了世界上第一台导引仪--司南。几千年前，古埃及人就知道尼罗河里有一种鱼，可以放电。后来，人类还发现摩擦会产生静电，古希腊学者泰勒斯和亚里士多德也研究过这个问题。从微观方面看，世界上任何物质都具有磁性，这是 "无可争议的"，但在日常生活中，我们能看到的具有磁性的物质却很少，而且大多是金属物质。造成这种结果的原因主要与微观上的原子有关，因为花园虽然是由外部的电子和原子核组成的，但原子的排列方式却大不相同，所以当原子中的磁性逐渐 "抵消 "后，磁性就消失了。

铁在没有没有遇到磁场之前,原子内部的电子不停自转排序比较混乱,并绕原子核旋转.因为电子运动方向不相同,所以磁效在里面相互抵消.当它们遇到了磁铁后时,内部原子在磁铁的引领下,整齐的排列了起来,形成了一个自发磁化区,这种自发磁化区就叫磁畴,使其磁性加强,从而被磁铁吸引.磁铁在吸铁的过程是对铁的磁化过程磁化了铁和磁铁不同极性间产生吸引力,铁就会和磁铁吸附在一起了,也就是我们说的有磁性了.

为什么铁钴镍有磁性，而铜等其他的很多金属却没有磁性？

在元素周期表中，铁、钴、镍、铜是挨着的，铁是八族元素，钴是九族元素，镍是十族元素，铜是十一族元素。

铁的原子序数是26，电子结构是[Ar]3d^64s^2，其中3d电子未填充满，同时3d电子是传导电子，换句话说3d电子并不隶属于某个原子核，而是被全部原子核所共享的。

钴的原子序数是27，电子结构是[Ar]3d^74s^2，镍的原子序数是28，电子结构是[Ar]3d^84s^2。铁、钴、镍的原子结构是类似的，3d电子都没有填充满，这意味着未填充满的3d电子有可能是铁、钴、镍具有铁磁性的原因。

实验发现铁、钴、镍平均到每个原子身上的磁矩不是整数，这说明用局域电子的磁矩无法解释铁、钴、镍的铁磁性，我们必须把铁、钴、镍的3d电子考虑为巡游电子。

铜的原子序数是29，电子结构是[Ar]3d^104s^1。和铁、钴、镍不同，铜原子的3d电子是填充满的，对磁矩的贡献正好抵消，我们只需要考虑4s电子（铜的4s电子是巡游电子）。

为了解释巡游电子的磁性，斯通纳发展出了巡游电子磁性理论。我们首先从哈伯德模型出发：

上式中的t项表示电子在晶格中的运动，对应电子的动能项。假设没有电子的相互作用（U项，相同格点有1个自旋向上和1个自旋向下的电子的时候，会有一个能量的增加），对应“自由电子”的色散关系ε(k)。

ε(k)对自旋向上和自旋向下是“对称”的，换句话说巡游电子的一半会占据自旋向上的态，另一半将占据自旋向下的态，对外不显示出磁性。铜对应的就是这种情况，对于铜来说U项很小，因此铜不具有铁磁性。

考虑U项后，自旋向上的电子数目和自旋向下电子数目可能不同，造成U项的减少，同时T项会增加，如果“U项的减少”比“T项的增加”多时，自旋向上和自旋向下电子数目的不均衡就会自发地发生。

这对应著名的斯通纳判据，UD(Ef)1。

D(Ef)表示费米面处的态密度，“T项的增加”是：

这里D(Ef)δε对应自旋向下电子数目的减少，这部分电子构成了自旋向上电子数目的增加，由于泡利不相容原理，它们只能占据高于费米面的状态，对应能量的增加是D(Ef)δε^2。

对铁、钴、镍来说，恰好满足UD(Ef)1，巡游电子中自旋向上电子数不同于自旋向下电子数的状态更稳定，因此具有铁磁性。

在不同维度下，电子的态密度是不一样的，某些材料在3维时不满足斯通纳判据，但被限制在2维时，由于态密度D(Ef)的增加而满足斯通纳判据，从而具有铁磁性。基于这个考虑，有些科学家推测Pd或V的单原子层会具有铁磁性。

为什么铜不是磁性物质

磁铁之所以有磁性是因为它的内部结构比较特殊，其原子本身就具有磁矩，所以有磁性。一般情况下，大多数矿物分子排列混乱，自然没有那种特殊性，所以没有磁性，铜当然也是这样。但是铜在通电时会有磁性。

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铜为什么不能被磁化，物理帝进，抄袭和不确定的别来

因为铁为什么铜没有磁性的电子轨道是四层为什么铜没有磁性，铜的电子轨道是七层为什么铜没有磁性，这样铜的自由电子动能大于铁。更主要的是铜只有一个自由电子为什么铜没有磁性，这样铜的自由电子在最外层电子轨道中，就没有角度的平衡位置与不平衡位置的区别。而铁是两个自由电子，这样铁的最外层电子就有平衡角度，即平衡位置与不平衡的区别。所以铁受到磁性时，会使两个电子的角度产生变化，而产生不平衡，即产生磁畴，所以能被磁化。而铜，不仅自由电子动能大，不易磁化，而且一个自由电子无法产生角度不平衡，所以无法产生磁畴，也就不能被磁化。

为什么铜不会被磁铁吸引

因为磁铁只能吸引具有铁磁性物质，如铁、镍、钴等金属的特性，而铜没有这种特性。

在电磁学里，当两块磁铁或磁石相互吸引或排斥时，或当载流导线在周围产生磁场，促使磁针偏转指向，或当闭电路移动于不均匀磁场时，会有电流出现于闭电路，这些都是与磁有关的现象。

磁性是物质响应磁场作用的属性。每一种物质或多或少地会被磁场影响。铁磁性是最强烈、最为人知的一种磁性。由于具有铁磁性，磁石或磁铁会产生磁场。

另外，顺磁性物质会趋向于朝着磁场较强的区域移动，即被磁场吸引；反磁性物质则会趋向于朝着磁场较弱的区域移动，即被磁场排斥；还有一些物质会与磁场有更复杂的关系，例如，自旋玻璃的性质、反铁磁性等等。外磁场对于某些物质的影响非常微弱。

扩展资料

磁极之间有相互作用，即同性相斥、异性相吸。也就是说，N极和S极靠近时会相互吸引，而N极和N极靠近时会互相排斥。知道了这一点，我们就明白了为什么指南针会自动指示方向。原来，地球就是一块巨大的磁铁，它的N极在地理的南极附近，而S极在地理的北极附近。

这样，如果把一块长条形的磁铁用细线从中间悬挂起来，让它自由转动，那么，磁铁的N极就会和地球的S极互相吸引，磁铁的S极和地球的N极互相吸引，使得磁铁方向转动，直到磁铁的N极和S极分别指向地球的S极和N极为止。这时，磁铁的N极所指示的方向就是地理的北极附近。

参考资料：百度百科——磁铁

都是金属，为什么只有磁铁呢？为何没有磁铜呢？

在日常生活中，我们听过磁铁，却没有听过磁铜、磁铝。玩过磁铁的可能都知道，磁铁具有磁性，两块磁铁之间可以相互吸引，且能够将不具备磁性的铁磁化，被磁化后的铁也带有磁性。磁铁能够磁化铁，却不能磁化铜和铝，这是为什么呢？为什么只有磁铁等少数物质具有天然磁性呢？

为了弄明白这个问题，我们先来了解一下，与磁相关的知识。

电磁同源：人类对电磁现象的认识历程

早在几千年前，人类就发现了天然磁铁，并对磁铁的磁性有了一定认识，发现能够利用磁铁指示方向，我国古人还制成了世界上第一个指南仪——司南。几千年前的古埃及人就知道尼罗河中有一种会放电的鱼。在此之后，人类还发现摩擦会产生静电，古希腊学者泰勒斯、亚里士多德还对此进行了研究。

人类虽然很早就发现了与电、磁相关的现象，并对它们有了一定的认识，但并不知道它们之间存在联系。

时间来到了18世纪，1752年美国物理学家本杰明·富兰克林通过风筝实验统一了天电与地电，还顺便发明了避雷针，并提出了电荷守恒定律。可惜的是，1753年俄国电学家利赫曼为了重复这个实验，不幸被雷劈死。

1820年，奥斯特意外发现电流能够偏转指南针的方向，这表明电流具有磁效应；1831年，法拉第与亨利发现变化的磁场能够使导线中产生感应电流，电磁感应现象的发现将电和磁统一了起来。麦克斯韦站在巨人的肩上，对电磁学加以整理，提出了麦克斯韦方程组，并预言了电磁波的存在，揭示了光也是电磁波。此后，赫兹通过实验证明了电磁波的存在。

上图麦克斯韦

磁和电是同源的，电和磁往往是同时存在的。不过电和磁并不完全对称，电荷存在两种——正电荷和负电荷，却并没有发现磁单极子。

发电机和电动机的发明使人类进入了电力时代，为信息时代的到来铺平了道路。人类虽然认识到电和磁在本质上是一样的，但要想深刻理解电磁现象背后的运作机理，传统的经典力学显然不够用了。

磁是如何产生的？

因为物质都是由原子构成的，要想对磁性的本质做一个深入的了解，就必须要从物质的微观结构说起。既然进入了微观世界，那么就必然要涉及到量子力学。

1897年，汤姆逊在研究阴极射线的时候发现了电子，正式揭开了电磁本质的研究。原子核中的质子带正电，核外电子带负电，同性相斥，异性相吸，电子就是因此才与原子核结合在一起的。因为它们的数量是对称的，于是整个原子保持电中性。当原子失去或者得到电子之后，就会转变为带电的原子，称之为离子。

质子和电子都带有一个单位的基本电荷（元电荷）。粒子只要带有电荷，周围就会存在电场。库仑发现，两个带电粒子之间的作用力与距离的平方成反比关系，这就是关于静电力的库仑定律，与万有引力定律很相似。

磁铁周围存在磁场，那么电场是如何变为磁场的呢？一切都源于物体内部的微观粒子运动。

其实，像电子、质子这样的微观粒子都存在一种叫做自旋的内禀性质（类似于自转），自旋是由粒子的内禀角动量引起的。带电粒子因自旋而产生磁场。此外，电子还在绕着原子核运动，同样也会产生磁场。类似的，比如地球内部拥有铁质核心，由于地球在自转，于是地球便拥有了磁场。

为了描述磁性，我们引入了磁矩的概念，磁矩大家可以简单理解为带有磁性的基本单元。电子的磁矩分为自旋磁矩与轨道磁矩。原子核内部的质子和中子可以看作一个整体，因此原子核也被认为拥有自旋，那么原子核就存在自旋磁矩。由于原子核的运动速度较慢，因此原子核的磁矩不到电子磁矩的千分之一，可以忽略。那么决定原子磁矩的便是核外电子。当原子构成物质时，核外电子的运动轨道会受到限制，使其不能构成一个整体，对外便不显示磁性。可见，最终决定原子磁矩的还是电子的自旋磁矩。

这里有必要提一下，质子和质子都是由三个带有分子电荷的夸克构成的，一般而言中子不带电，不过中子也存在非常微弱的磁矩。实际上，中子和质子可以相互转换。

既然原子的磁性与电子有关，那么一个原子是否对外显示磁性，就由它的原子结构来决定了，具体的有点复杂，就不多说了。研究显示，只有特定结构的原子才对外显示磁性。而且当这些磁性原子构成物质时，磁矩并不是按照一定方向规规矩矩排列的，而是犬牙交错，最终在磁矩的相互叠加下，磁性便抵消掉了。经过层层筛选，自然界中就只有铁、钴、镍等金属具有天然磁性了。

为什么磁铁具有磁性？

众所周知，自然界中绝大多数物质都是没有磁性的，并且也很难被磁化，只有少数金属和金属化合物可以被磁化。磁铁具有天然的磁性，可当铜、铝等金属通电后又会产生磁性，这是为什么呢？

这里介绍一下磁铁，广义上的磁铁分为永磁和软磁，天然磁铁就属于永磁，常温下磁性并不会消失；而电磁铁则属于软磁，去掉电流后磁性就会慢慢消失。注意，磁铁并不一定就含有铁，还可能是其它成分。通常我们所说的磁铁是指永磁。

如图所示，一个简单的电磁铁。

前面已经说过了，既然是磁铁，就必然存在磁性原子。其实磁铁中还可以分成许多微小的带有磁矩的区域，这被称之为磁畴。磁铁中的磁畴沿一个方向分布，于是整个磁铁便对外显示磁性。通常物体内的磁畴分布是随意的，磁场互相抵消，只有在外加磁场的作用下方向趋于一致，才会对外显示磁性，这一过程便是磁化。

铜和铝为什么没有磁性？

那是因为铜属于抗磁性物质，铜原子的磁矩为0，即使外加强磁场，也很难将其磁化。不过当铜通上电流后，铜内部的自由电子在外加电场的作用下定向移动，于是便形成了磁场，铝通电后产生磁场也是这个原因。铝与铜又略有不同，铝属于顺磁性物质，在外加磁场下显示微弱的磁性，不过一般也认为它没有磁性、不能被磁化。

不管是顺磁还是抗磁，它们的磁化率都很低，通常都认为是不可磁化的，因此便没有磁铜、磁铝一说。而像铁钴镍这一类的铁磁性物质，由于其内部具有磁畴，施加一定强度的磁场，便会被永久磁化。不过铁磁性物质也只有在一定温度范围才存在磁性，当你把磁铁加热到一定温度时，原子的热运动变得剧烈，磁铁的磁性便会消失。