磁性体のハミルトニアンを表すために、重要なハイゼンベルグ相互作用について説明する。ここでは軌道が重なっていない2つの原子軌道をイメージすればよい。ハイゼンベルグ相互作用は、以下のようにスピン演算子の内積の形で表される(ハイゼンベルグモデル)。3重項と1重項2つの磁性原子を考え、それぞれの原子軌道に電子が1個ずつ入っている状態を考える。ハイトラーロンドンモデルと同様である。)のどちらかの状態にある。下の4通りの状態にある。規格直交化して、具体的に全スピンの状態を書いておく。全体として波動関数が反対称となるように、2電子の軌道の波動関数はとなる。)を独立に扱えるのは、スピン軌道相互作用を考えていないからである。ついて電子間のクーロン斥力を考える。3重項と1重項を表す。