마그네타이트 Fe₃O₄는 역스피넬형으로, A 자리(사면체 자리)에 Fe³⁺가 1개, B 자리(팔면체 자리)에 Fe³⁺와 Fe²⁺가 1개씩 들어가며, A 자리와 B 자리의 모멘트는 반평행으로 배열된다. Fe³⁺를 5 µB, Fe²⁺를 4 µB로 하고 스핀만 기여한다고 하면, 화학식 Fe₃O₄당 자기 모멘트는 얼마인가?

정답: B. 4 µB

B 자리의 모멘트는 5 + 4 = 9 µB, A 자리는 5 µB이며, 둘이 반평행으로 배열되므로 차감하여 9 − 5 = 4 µB가 남습니다. A 자리와 B 자리의 Fe³⁺끼리 정확히 상쇄되고 Fe²⁺의 몫만 남는다고 생각할 수도 있습니다. 실측한 포화 자화로부터 구한 값도 약 4.1 µB로, 이 추정과 잘 맞습니다. 14 µB는 모든 모멘트가 평행으로 정렬된다고 생각한 값(강자성으로 간주한 오류)이고, 0 µB는 전체가 상쇄된다고 생각한 값(반강자성으로 간주한 오류)입니다. Fe²⁺를 다른 2가 이온(Ni²⁺나 Mn²⁺ 등)으로 바꾸면, 그 이온의 모멘트에 따라 포화 자화가 달라집니다.