Все атомы так или иначе реагируют на магнитные поля, но реагируют по-разному в зависимости от конфигурации атомов, окружающих ядро. В зависимости от этой конфигурации элемент может быть диамагнитным, парамагнитным или ферромагнитным. Диамагнитные элементы, которые в некоторой степени фактически являются всеми ими, слабо отталкиваются магнитным полем, тогда как парамагнитные элементы слабо притягиваются и могут намагничиваться. Ферромагнитные материалы также обладают способностью намагничиваться, но в отличие от парамагнитных элементов, намагниченность является постоянной. И парамагнетизм, и ферромагнетизм сильнее, чем диамагнетизм, поэтому элементы, которые проявляют либо парамагнетизм, либо ферромагнетизм, больше не являются диамагнитами.

Только несколько элементов являются ферромагнитными при комнатной температуре. Они включают железо (Fe), никель (Ni), кобальт (Co), гадолиний (Gd) и, как недавно обнаружили ученые, рутений (Ru). Вы можете сделать постоянный магнит с любым из этих металлов, подвергая его воздействию магнитного поля. Список парамагнитных атомов намного длиннее. Парамагнитный элемент становится магнитным в присутствии магнитного поля, но он теряет свои магнитные свойства, как только вы удаляете поле. Причиной такого поведения является наличие одного или нескольких неспаренных электронов во внешней орбитальной оболочке.

Одним из важнейших открытий в науке за последние 200 лет является взаимосвязь электричества и магнетизма. Поскольку каждый атом имеет облако отрицательно заряженных электронов, у него есть потенциал для магнитных свойств, но показывает ли он ферромагнетизм, парамагнетизм или диамагнетизм, зависит от их конфигурации. Чтобы оценить это, необходимо понять, как электроны решают, какие орбиты должны занимать вокруг ядра.