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Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

  1. Novocaine

    Date d'inscription
    août 2007
    Localisation
    Bordeaux
    Âge
    27
    Messages
    1 042

    Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Bonjour,
    pourquoi le paramagnétisme/diamagnétisme d'un atome est il déterminé à partir des éléctrons seulement? (Théorie LCAO.)
    Les noyaux peuvent également avoir des propriétés magnétiques.
    Les propriétés magnétiques d'un atome peuvent être dues aux éléctrons et aux noyaux non?
    Merci d'avance pour vos réponses.


     


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  2. moco

    Date d'inscription
    février 2004
    Localisation
    Entre Lausanne et Genève, en Suisse
    Âge
    77
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    17 873

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Bien sûr. les noyaux ont ausi des propriétés magnétiques. C'est même la base de la spectroscopie NMR.
     

  3. Novocaine

    Date d'inscription
    août 2007
    Localisation
    Bordeaux
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    1 042

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    oui mais pourquoi le L.C.A.O qui se base uniquement sur des électrons permet de dire si un atome est dia ou paramagnétique? Merci.
     

  4. Thrr-Gilag

    Date d'inscription
    juin 2005
    Localisation
    Cachan
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    31
    Messages
    528

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    parce que le dia/paramagnétisme est fonction des électrons des couches supérieur d'un atome (appariés ou non).
    Si la matière grise était rose, on n'aurait plus d'idée noire (Pierre Dac)
     

  5. Novocaine

    Date d'inscription
    août 2007
    Localisation
    Bordeaux
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    27
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    1 042

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    ah d'accord donc il y a un autre terme pour les propriétés magnétiques du noyau? Je croyais que le diamagnétisme s'appliquait à tout l'atome.
    Existe il une théorie sur le magnétisme nucléaire? Il suffit que les électrons ou le noyau(ou les 2) aient des propriétés magnétiques pour que l'atome en ait?
     


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  6. CoucouHibou

    Date d'inscription
    janvier 2006
    Messages
    482

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Bonjour,

    Lorsque tu as certains noyaux dans une molécule (des 1H par exemple), tu as effectivement un paramagnétisme nucléaire. Toutes les molécules possédant des protons (c'est un exemple, il y a des tas d'autres noyaux...) présentent donc un paramagnétisme nucléaire (sauf H2 où il y a un couplage très fort entre les noyaux, et ça fait des choses bizarres).

    Mais pourtant, leur susceptibilité magnétique négligeable devant celle du nuage électronique. Le paramagnétisme nucléaire est systématiquement masqué par le magnétisme (dia ou para) électronique. Par exemple, l'eau a une susceptibilité magnétique de -1.6*10-5, pourtant elle comporte deux protons. Le diamagnétisme électronique masque bel et bien le paramagnétisme nucléaire.

    Dans le cas du paramagnétisme électronique, c'est encore plus flagrant puisque l'électron possède un moment magnétique 658 fois plus important que celui du proton (qui est le plus magnétique des noyaux si on ne compte pas le tritium). On a donc un apport négligeable du paramagnétisme nucléaire dans le paramagnétisme observé...

    Voilà, je crois que ça répond à tes questions, bon courage, cordialement,

    Hibou
     

  7. Novocaine

    Date d'inscription
    août 2007
    Localisation
    Bordeaux
    Âge
    27
    Messages
    1 042

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Merci coucouhibou! Ca m'aide pas mal. Juste une dernière question vu que t'es très fort, Pourquoi l'IRM est elle basée sur le magnétisme des noyaux?
     

  8. Thrr-Gilag

    Date d'inscription
    juin 2005
    Localisation
    Cachan
    Âge
    31
    Messages
    528

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    parce que l'IRM devrait en fait s'appeller IRMN (on a enlevé le N de nucléaire pour pas faire peur au public )

    IRM donc ce n'est que de la RMN en 2D.

    Et la RMN joue sur les propriétés magnétiques des noyaux, notamment sur le proton et le 13C, qui sont des atomes ayant un spin nucléaire non nul.

    Si tu veux jouer sur le magnétisme des électrons, il existe d'autres techniques d'analyse (RPE)
    Si la matière grise était rose, on n'aurait plus d'idée noire (Pierre Dac)
     

  9. CoucouHibou

    Date d'inscription
    janvier 2006
    Messages
    482

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Je ne suis pas plus fort que la plupart des RMNistes, j'ai juste l'impression d'être le seul physico-chimiste de cette espèce sur ce forum

    Bref, l'IRM utilise la résonance magnétique nucléaire (la Résonance Paramagnétique Électronique étant son pendant pour les électrons) pour plein de bonnes raisons.

    La première : un corps humain est composé à 70% d'eau, molécule diamagnétique comportant 2 protons (qui est le noyau le plus sensible en RMN, tritium mis à part). Tu as donc un bon signal facile à obtenir par RMN.

    La seconde, est que la RMN permet une plus grande facilité et variabilité dans les expériences. Si je voulais te décrire cela en détails, ça prendrait quelques temps (en fait j'écris depuis quelques temps un post décrivant le principe et les applications de la RMN pour les questions courantes en chimie, et il fait déjà quelques pages...). Il n'est pas possible d'acquérir une image par RPE aujourd'hui, mais des technologies visant à donner à la RPE une variabilité aussi grande que la RMN se développent ces derniers temps...

    Une dernière chose, le paramagnétisme électronique a tout de même une importance incroyable en imagerie puisque c'est lui qui va permettre le contraste dans une image de tissus. Un tissu plein d'hémoglobine par exemple ne donnera pas la même intensité qu'un tissu non alimenté en oxygène... C'est la base de l'IRM fonctionnelle et c'est ce principe qui est utilisé pour fabriquer des agents de contraste. Si tu pouvais et voulais faire une image par RPE, la réciproque ne serait pas possible.

    Voilà, content d'avoir pu t'aider, cordialement,

    Hibou

    Edit : il me vient une question là maintenant tout de suite. Quand un noyau a un spin nul, parle-t-on de diamagnétisme nucléaire ? Je ne crois pas puisque je pense que la susceptibilité associée doit être strictement nulle (diamagnétisme <=> chi<0). Mais je n'en suis pas sûr, si un physicien passe par là et a une réponse à ça, je serais curieux de savoir, merci...
    Dernière modification par CoucouHibou ; 18/10/2007 à 17h18.
     

  10. Novocaine

    Date d'inscription
    août 2007
    Localisation
    Bordeaux
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    27
    Messages
    1 042

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Coucou

    Je trouve ça génial que t'écrives un post là dessus! Ca aidera beaucoup de gens

    Donc il existe une version de l'IRM pour les éléctrons! Trop fort.

    Une dernière chose, le paramagnétisme électronique a tout de même une importance incroyable en imagerie puisque c'est lui qui va permettre le contraste dans une image de tissus. Un tissu plein d'hémoglobine par exemple ne donnera pas la même intensité qu'un tissu non alimenté en oxygène... C'est la base de l'IRM fonctionnelle et c'est ce principe qui est utilisé pour fabriquer des agents de contraste. Si tu pouvais et voulais faire une image par RPE, la réciproque ne serait pas possible.
    Tu voulais dire IRM

    En fait, je connais assez bien les applications de l'IRM et de ses avantages. Je voyais pas pourquoi on considérait seuls les noyaux paramagnétiques et pas éléctrons ..
    Lors de l'IRM, les nuages éléctroniques paramagnétiques doivent également s'orienter sous l'effet de B0 non? Mais l'énergie d'excitation doit être différente? Je pense que l'onde radio d'excitation n'affecte pas les éléctrons(fréquence de précession différente ou quelque chose comme ça?) Ou alors peut être que le signal des éléctrons est trop faible par rapport au signal de désexcitation des noyaux?
    Et il plus facile d'exciter des noyaux que des éléctrons?
    Je crois qu'il me manque 2 3 notions pour vraiment tout comprendre.

    Oui, j'avais dit précédemment que c'était ma dernière question... j'ai menti Ca m'intéresse beaucoup! Mais si tu en as marre de répondre il n'y a pas de problème.
    En tout cas merci beaucoup et bonne soirée.
     

  11. philou21

    Date d'inscription
    janvier 2006
    Messages
    4 522

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Citation Envoyé par Novocaine Voir le message
    ...
    Lors de l'IRM, les nuages éléctroniques paramagnétiques doivent également s'orienter sous l'effet de B0 non? ...
    Le problème est que ce nuage électronique est diamagnétique...
     

  12. Novocaine

    Date d'inscription
    août 2007
    Localisation
    Bordeaux
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    27
    Messages
    1 042

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Le nuage éléctronique de l'oxygène est paramagnétique... 80% d'eau avec une molécule d'oxygène c'est pas négligable quand même.. je me répéte mais bon.
     

  13. CoucouHibou

    Date d'inscription
    janvier 2006
    Messages
    482

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Ouh là, l'IRM à base de RPE n'est pas pour demain à mon avis.

    D'abord, pour préciser ce que tu dis à propos de l'oxygène, le dioxygène libre est en effet paramagnétique, mais dans le corps, il est complexé par un fer hémique, l'ensemble devient diamagnétique... On ne peut pas parler d'oxygène paramagnétique comme tu le fais. Le magnétisme d'une molécule comportant des oxygènes dépend des orbitales moléculaires (on revient à la LCAO dont tu parlais au début) et de leur remplissage. Mais l'eau est bel et bien diamagnétique, donc pas de signal RPE, et pas d'imagerie possible par ce moyen.

    Les molécules paramagnétiques sont présentes en relativement faible quantités dans l'organisme. La principale catégorie est sans doute celle des fer hémiques (5g de fer dans l'organisme, à comparer à une 50aine de kg de flotte, le rapport reste en faveur des protons ), mais je crois bien que l'organisme reste essentiellement diamagnétique. On ne peut bien sûr pas faire de résonance magnétique avec un système totalement (i.e. électrons ET noyaux) diamagnétique...

    Ceci dit, je le maintiens, le paramagnétisme électronique (même en faible quantité) a un effet très important sur la RMN (il y a bel et bien un N là ). Puisque tu as l'air au courant à propos de l'IRM, je peux préciser. Le paramagnétisme électronique exacerbe les relaxations transverses et longitudinales des noyaux. Ça rend la RMN de molécules paramagnétiques un peu compliquée (mais pas infaisable, j'en sais quelque chose...), mais quand il s'agit de faire de l'imagerie (où on se fiche de la chimie puisqu'on ne regarde que l'eau), c'est un plus indéniable. Une mesure des temps de relaxations en fonction de la position dans l'organisme te permet de voir si le tissu observé est alimenté en sang, ou encore s'il a une affinité particulière pour l'agent de contraste injecté etc...

    Quand je disais que des équipes développent des outils pour rendre la RPE aussi versatile que la RMN, je pensais plutôt au fait que certaines équipes américaines commencent à mettre au point des équipements pour faire de la RPE impulsionnelle vraiment performante, avec des applications potentielles pour la RPE multidimensionnelle et la DNP (transferts d'aimantation des électrons vers les noyaux, implicant un gain énorme de sensibilité). Mais la conférence que j'ai vue à ce sujet en juillet dernier ne parlait pas d'applications en IRM. Ce pour quoi je pense que, de toutes façons, on ne saurait faire mieux avec les électrons qu'avec les noyaux (avec en plus le problème d'envoyer des microondes sur tes patients au lieu d'envoyer des ondes radios, pas bon !).

    Voilà, bonne continuation, cordialement,

    Hibou
     

  14. philou21

    Date d'inscription
    janvier 2006
    Messages
    4 522

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Citation Envoyé par Novocaine Voir le message
    Le nuage éléctronique de l'oxygène est paramagnétique... 80% d'eau avec une molécule d'oxygène c'est pas négligable quand même.. je me répéte mais bon.
    Je t'ai expliqué, dans un post en section physique, que c'était faux..
     

  15. Novocaine

    Date d'inscription
    août 2007
    Localisation
    Bordeaux
    Âge
    27
    Messages
    1 042

    Re : Dia/Paramagnétisme..éléctrons/noyaux.

    Merci tous les deux!
    Philou je suis confus, je ne suis pas borné c'est juste que je n'avais pas lu ton post sur le forum physique! Je comprends mon erreur!
    Merci coucouhibou maintenant je comprends bien!
     


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