磁铁是一种“神奇”的玩具，我们小时候都没少玩过，在玩磁铁的时候我们会很快就注意到，磁铁似乎只对铁有吸引力，而对其他的金属则完全没有反应，这不禁让我们疑惑，金银铜铁都是金属，为什么磁铁只对铁有吸引力？为什么世界上只有“磁铁”，而没有“磁铜”和“磁铝”？今天我们就来讲一讲这方面的知识。

磁铁所产生的力是电磁力，这就说明磁铁本身能够形成一个磁场，那么这个磁场是怎么形成的呢？要回答这个问题，我们必须要深入到微观世界才能找到答案。

原子是构成物质的基本单位，它是由原子核以及电子组成，其中原子核带正电荷，而电子则带负电荷。在原子的内部，原子核在不停地自旋，电子在自旋的同时又在快速地围绕着原子核运动，它们的这种运动就产生了电流，在电磁效应的作用下，这些电流就形成了一个个微小的磁场，我们可以将其称为“微磁”。

需要注意的是，因为原子核“微磁”强度大概只有电子的千分之一，所以一个原子是否对外表现出磁性，主要取决于其电子“微磁”的叠加效果。那么原子内的电子是怎么分布的呢？

根据量子力学，原子内的电子必须按照一定的规律来进行排列，简单地讲就是，原子核外有若干个壳层，每个壳层只能存在特定数量的电子，如果一个原子拥有多个电子，那么这些电子就会按照能量由低到高的顺序来依次填充各个壳层。

在一个满电子的壳层里，因为电子总是成对地出现并且遵循“泡利不相容原理”（在同一系统中，两个或者两个以上的电子不允许处于完全相同的状态），所以它们的“微磁”的方向总是相反的，这会造成它们的磁场互相抵消。因此一个原子想要对外表现出磁性，就必须要求其最外面的电子壳层不能是满电子，从元素周期表中我们可以看到，只有一部分的元素（下图中的过渡元素）才可以满足这个条件。

然而并不是满足这个条件的元素所构成的晶体都可以对外表现出磁性，这是因为原子在构成晶体时，通常都会发生磁场交错排列的情况，这又会造成原子磁场的互相抵消。所以说只有那些原子磁场整齐排列的晶体，才可以对外表现出磁性。

在所有已知元素中只有铁、镍、钴、钆等元素构成的晶体才能满足上述条件，而其他的金属如金、银、铜、铅、铝等等却被排除在外，因此世界上就只有“磁铁”，而没有“磁铜”和“磁铝”。

那这么说起来，所有的铁块都应该是磁铁，但为什么实际情况却并非如此呢？要知道原子是非常小的，1克铁里面就包含了超过100万亿亿个铁原子，显而易见的是，在铁块的内部，要让数量如此庞大的原子全部排列整齐是很难做到的。

事实上，在铁块里的众多原子会各自“拉帮结派”，并组合成一块块的相对独立的区域，我们将这种区域称之为“磁畴”，通常情况下，这些“磁畴”都排列得杂乱无章，从而不会对外表现出磁性。

我们也可以看到，当某个铁块内部的这些“磁畴”全部沿同一个方向排列时，根据“团结就是力量”的原理，它们就形成了一个强大的整体，于是这块铁就成为了我们所讲的“磁铁”。

最后我们再来看看，磁铁是怎么吸引铁的。我们已经知道了在铁块的内部存在着很多“磁畴”，需要指出的是，虽然通常情况下它们都是胡乱排列的，但是它们却可以受到外加磁场的影响，如果我们将铁块置入一个磁铁的磁场中，铁块内的“磁畴”就会在外力的作用下变得整齐划一，从而对外表现出磁性。这样的现象我们称之为“磁化”，根据异极相吸的原理，磁化后的铁块就会与磁铁互相吸引了。

通过对上述知识的了解，我们就可以得出一个结论，即：虽然金银铜铁都是金属，但是因为在它们之中只能铁才能够被磁化，所以磁铁只对铁有吸引力。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`

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