Moment magnétique de spin :

Dans la maille de magnétite, les ions oxyde ne possèdent pas d’électrons célibataires sur leur dernière couche, en revanche les ions fer en possèdent.

Tout d’abord les ions fer 3 en possèdent 5, ces électrons se comportent comme de petits aimants et sont définis par une valeur quantique intrinsèque , appelée spin.

Les électrons appartenant à la catégorie des fermions, ont un spin de plus ou moins ½. Pour les ions fer 3 on a donc un moment magnétique total µ=5/2. Seulement le moment magnétique des ions fer 3 en site tétraédrique et octaédrique étant de même direction mais de sens opposés, ils s’annulent. Ce sont donc les ions fer 2 avec 4 électrons célibataires sur la dernière couche et donc un moment magnétique µ=2(= 4 magnétons de Bohr (µß) ou encore 3,7.10^(-23) Am²) qui confèrent un moment magnétique non nul à la magnétite.

Il n’existe pas de monopole magnétique, aussi nous avons vu que la magnétite présente un moment magnétique non nul, la magnétite peut ainsi être considérée comme un dipôle magnétique. Cependant lorsque l’on inverse les pôles de l’aimant, contrairement à un dipôle magnétique normal qui serait repoussé, on constate que le ferrofluide, composé de particules de magnétite, continue lui à être attiré par l’aimant avec la même force que sur l’autre pôle.

Voir la suite de l’explication sur la page Ferromagnétisme et superparamagnétisme .