Momen magnetik atom ialah kuantiti vektor fizik utama yang mencirikan sifat magnet mana-mana bahan. Sumber pembentukan kemagnetan, menurut teori elektromagnet klasik, adalah arus mikro yang timbul daripada pergerakan elektron dalam orbit. Momen magnet adalah sifat yang amat diperlukan bagi semua zarah asas, nukleus, kulit elektron atom dan molekul tanpa pengecualian.
Magnetisme, yang wujud dalam semua zarah asas, menurut mekanik kuantum, adalah disebabkan oleh kehadiran momen mekanikal di dalamnya, dipanggil putaran (momentum mekanikal sifat kuantumnya sendiri). Sifat magnetik nukleus atom terdiri daripada momenta putaran bahagian konstituen nukleus - proton dan neutron. Cangkang elektronik (orbit intraatomik) juga mempunyai momen magnetik, iaitu jumlah momen magnetik elektron yang terletak di atasnya.
Dalam erti kata lain, momen magnet asaszarah dan orbital atom adalah disebabkan oleh kesan mekanikal kuantum intra-atom yang dikenali sebagai momentum putaran. Kesan ini serupa dengan momentum sudut putaran di sekeliling paksi pusatnya sendiri. Momentum putaran diukur dalam pemalar Planck, pemalar asas teori kuantum.
Semua neutron, elektron dan proton, yang sebenarnya, atom terdiri, menurut Planck, mempunyai putaran sama dengan ½. Dalam struktur atom, elektron, berputar mengelilingi nukleus, sebagai tambahan kepada momentum putaran, juga mempunyai momentum sudut orbit. Nukleus, walaupun menempati kedudukan statik, juga mempunyai momentum sudut, yang dihasilkan oleh kesan putaran nuklear.
Medan magnet yang menghasilkan momen magnet atom ditentukan oleh pelbagai bentuk momentum sudut ini. Sumbangan yang paling ketara kepada penciptaan medan magnet dibuat oleh kesan putaran. Menurut prinsip Pauli, mengikut mana dua elektron yang serupa tidak boleh serentak dalam keadaan kuantum yang sama, elektron terikat bergabung, manakala momen putaran mereka memperoleh unjuran bertentangan secara diametrik. Dalam kes ini, momen magnet elektron dikurangkan, yang mengurangkan sifat magnet keseluruhan struktur. Dalam sesetengah unsur yang mempunyai bilangan elektron genap, momen ini berkurangan kepada sifar, dan bahan tidak lagi mempunyai sifat magnetik. Oleh itu, momen magnetik zarah asas individu mempunyai kesan langsung ke atas kualiti magnet keseluruhan sistem nuklear-atom.
Unsur feromagnetik dengan bilangan elektron ganjil akan sentiasa mempunyai kemagnetan bukan sifar kerana elektron tidak berpasangan. Dalam elemen sedemikian, orbital jiran bertindih, dan semua momen putaran elektron tidak berpasangan mengambil orientasi yang sama di angkasa, yang membawa kepada pencapaian keadaan tenaga terendah. Proses ini dipanggil interaksi pertukaran.
Dengan penjajaran momen magnet atom feromagnetik ini, medan magnet timbul. Dan unsur-unsur paramagnet, yang terdiri daripada atom dengan momen magnet yang keliru, tidak mempunyai medan magnetnya sendiri. Tetapi jika anda bertindak ke atasnya dengan sumber kemagnetan luar, maka momen magnet atom akan sekata, dan unsur-unsur ini juga akan memperoleh sifat magnetik.
