Matériau magnétique sans atomes de fer ?

[andretou]

Bonjour à tous
Je souhaiterais savoir s'il existe des molécules ayant des propriétés magnétiques mais ne contenant pas d'atomes de fer.
Merci pour vos réponses
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[LPFR]

Bonjour.
Oui.
Les deux éléments de la même famille : le nickel et le cobalt sont ferromagnétiques. Vous pouvez le vérifier si vous avez gardé une pièce de 1 franc qui étaient, comme les 50 cts et les 2 F, en nickel.
Pour le cobalt, c’est plus dur.
Mais il y en a beaucoup d’autres alliages et éléments et composés ferromagnétiques.
Comme l’Alnico, le premier alliage (aluminium, nickel, cobalt) commercial pour des aimants puissants.
Au revoir.

[andretou]

Merci beaucoup.
Et à tout hasard, est-ce que des atomes non ferromagnétiques peuvent, en s'assemblant dans certaines conditions, conférer aux molécules obtenues des propriétés magnétiques ?

[LPFR]

Re.
En général, non.
Si dans le chlorure de sodium vous replacez le sodium par du fer, vous obtiendrez du chlorure de fer qui n’est pas magnétique.
Les différents oxydes de fer ne sont pas magnétiques, sauf le tétroxyde de trifer Fe3O4 qui est ferrimagnétique.
Tout ça pour vous dire qu’il n‘y a pas des règles simples dans le comportement magnétique des substances. Et leur comportement magnétique est difficilement prévisible.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

EDIT croisement avec LPFR qui a pris la question dans l'autre sens : les alliages/composés de ferromagnétiques ne sont pas toujours ferromagnétiques. Et c'est vrai que les comportements sont difficiles à prédire (et à calculer).

Et à tout hasard, est-ce que des atomes non ferromagnétiques peuvent, en s'assemblant dans certaines conditions, conférer aux molécules obtenues des propriétés magnétiques ?

Oui, tout à fait.
Un petit tableau : https://fr.wikipedia.org/wiki/Ferrom...gn.C3.A9tiques
Certains alliages MnBi sont ferromagnétiques alors que le manganèse et le bistmuth ne le sont pas comme corps simples. Le bistmuth est même fortement diamagnétique.

Certaines substances sont aussi ferromagnétiques à très basse température mais paramagnétique à température ambiante (point de Curie très bas).
Il existe aussi des liquide ferromagnétique qui sont des suspensions colloïdales de matériaux ferromagnétiques ou ferrimagnétiques.

Bref, on a des tas de trucs sympas

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

L'oxyde de chrome CrO₂ utilisé comme support d'enregistrement dans les bandes magnétiques; alors que le chrome métallique est antiferromagnétique ? A mon avis, il y en a beaucoup d'autres dans le meme style.

Il semble y avoir egalement des aimants moleculaires...

T-K

[andretou]

Merci beaucoup à vous deux !
Donc il y a 3 éléments ferromagnétiques : le fer, le nickel et le cobalt. Lorsque ces éléments sont associés à d'autres atomes, la molécule obtenue n'est pas nécessairement ferromagnétique, tandis que certaines molécules ne contenant ni fer, ni cobalt, ni nickel sont ferromagnétiques...
Dernière question, pourquoi dit-on "ferromagnétique" et non pas simplement magnétique ? Quelle est la différence ?

[LPFR]

Re.
Effectivement, j’ai compris la question à l’inverse.
Désolé.
Pour ce qui est des gadgets sympas, il y en a un très amusant :
https://www.youtube.com/watch?v=ZXJuJQVrgbI
Un autre :
https://www.youtube.com/watch?v=uLHl9mnRSbc
Et les ferrofluides.
On peut les acheter pour quelques euros.
A+

[Tawahi-Kiwi]

Les différents oxydes de fer ne sont pas magnétiques, sauf le tétroxyde de trifer Fe3O4 qui est ferrimagnétique.

La maghemite (Fe₂O₃ cubique) est egalement ferromagnetique alors que l'hematite (polymorphe rhombohedrique) ne l'est pas.

T-K

[Deedee81]

Dernière question, pourquoi dit-on "ferromagnétique" et non pas simplement magnétique ? Quelle est la différence ?

C'est un des types de comportements magnétiques.
Diamagnétique : repoussé par les champs magnétiques (exemple simple : l'oxygène), effet toujours faible.
Paramagnétique : attraction, toujours faible.
Ferromagnétique, alignement spontané des dipoles donnant une forte augmentation. A la température de Curie on a une transition au paramagnétisme, transition du seconde ordre.
Mais tu as aussi le ferrimagnétisme, l'antiferromagnétisme, l’anti-ferrimagnétisme,... et encore d'autres.

Je conseille de parcourir les différentes pages correspondantes dans Wikipedia. Car le sujet est vaste, TRES vaste, et souvent très compliqué. Et je ne vais pas t'inviter à te plonger tout de suite dans une brique sur le magnétisme (ou même un bon bouquin de physique statistique). Sauf si tu veux, évidemment

[Resartus]

Bonjour,
Je ne suis pas sur de l'historique, mais je suppose qu'on a parlé d'abord du magnétisme pour le fer doux, qui s'aimante fortement dans la direction d'un champ magnétique externe. Puis on a découvert des corps qui s'aimantent faiblement dans la direction du champ (paramagnétiques) ou dans la direction opposée (diamagnétiques) et on a précisé FERROmagnétisme pour le type fer doux.
Ensuite, on a découvert que ces types d'aimantation venaient des moments magnétiques des atomes (ou molécules) constitutifs. Les ferromagnétiques s'orientent fortement dans le sens du champ en raison des interactions entre atomes proches, les autres sont moins réactifs.
Puis on a découvert d'autres possibilités des cas où les interactions entre voisins font que les spins s'orientent fortement, mais alternativement dans un sens et dans l'autre (effet global nul, donc), qu'on a baptisé ANTIFERROmagnétisme
Et puis on a trouvé des matériaux qui sont presque antiferromagnétiques, mais donc l'aimantation globale est quand même dans le sens du champ. Comme la ferrite est un exemple, on les appelle FERRImagnétiques, ou bien en sens inverse (ANTIFERRImagnétisme)
On aura peut-être besoin de rajouter au bestiaire dans le futur...

[LPFR]

Re.
L’oxygène n’est pas diamagnétique mais paramagnétique et est attiré par des aimants :
https://www.youtube.com/watch?v=Lt4P6ctf06Q
à partir de 2 minutes.

Il y a cas de diamagnétisme qui n’est pas très faible. C’est le « graphite pyrolytique » qui arrive à léviter (de quelques mm) au dessus des aimants au néodyme.
(Un autre gadget que l’on peut s’offrir pour quelques euros).
A+

[andretou]

L’oxygène n’est pas diamagnétique mais paramagnétique et est attiré par des aimants

Est-ce que l'oxygène atmosphérique est influencé par le champ magnétique terrestre ?

[LPFR]

Est-ce que l'oxygène atmosphérique est influencé par le champ magnétique terrestre ?

Re.
Pas de manière mesurable.
Dans la vidéo on utilise de l’oxygène liquide qui a une densité d’atomes 1000 fois plus élevée que dans l’atmosphère et un aimant qui a un champ qui est 20 000 fois plus grand que le champ terrestre.
A+

[Deedee81]

Salut,

L’oxygène n’est pas diamagnétique mais paramagnétique et est attiré par des aimants :

Misère. Ca fait deux fois que je fais cette confusion. Fessée au programme.

Merci de la rectification.

[coussin]

Une expérience notable ayant observé que l'oxygène est paramagnétique est elle de Faraday (probablement un des plus grand expérimentateur de l'histoire).

[andretou]

Faraday (probablement un des plus grand expérimentateur de l'histoire).

Et que dire de Cavendish qui a réussi à peser la Terre en 1798 avec une exactitude de 99,5% ?

[Deedee81]

Et que dire de Cavendish qui a réussi à peser la Terre en 1798 avec une exactitude de 99,5% ?

Il y en a bien d'autres. Rutherford était réputé comme expérimentateur extrêmement précis et consciencieux et il n'avançait jamais une hypothèse théorique avant que ses expériences n'aient prouvé et reprouvé l'hypothèse.

Mais Faraday est particulièrement célèbre pour deux raisons :
- C'était un excellent expérimentateur mais qui a surtout fait beaucoup d'expériences à la base de la théorie de l'électromagnétisme.
- Il n'avait aucune formation scientifique et était totalement allergique aux maths. Il eut fort difficile de se faire accepter par la communauté scientifique et n'y arriva que par son doigté exceptionnel d'expérimentateur. Maxwell, qui lui était surtout théoricien et fort en math, rédigea sa thèse sur "les tubes de forces de Faraday" (la théorie de l'EM, sous sa forme lourde avant révision par Heaviside) et dédia son livre à Faraday qui en fut évidemment enchanté : c'était la consécration de sa carrière.

[coussin]

L'anecdote veut que Faraday a conceptualisé l'idée de champ électromagnétique en comparant au vent soufflant sur un champ de blé. Je n'ai aucune idée de la véracité de cette anecdote ou si c'est très "romancé"...

[Deedee81]

L'anecdote veut que Faraday a conceptualisé l'idée de champ électromagnétique en comparant au vent soufflant sur un champ de blé. Je n'ai aucune idée de la véracité de cette anecdote ou si c'est très "romancé"...

Il faisait beaucoup d'expériences en public, pour présenter à des curieux (souvent des bourgeois ou des aristocrates). C'était très à mode à l'époque. Donc, qu'il ait utilisé cette image pour expliquer ne me surprendrait pas outre mesure

[XK150]

Bonjour ,
Personne n'a corrigé , mais le demandeur parle de molécules pour les alliages métalliques .
Je me trompe peut être , mais les alliages métalliques ne sont pas des molécules ???

[Deedee81]

Je me trompe peut être , mais les alliages métalliques ne sont pas des molécules ???

Il y a quand même liaisons (dite métallique) mais tu as raison, dans ces cas là on ne parle pas de molécule. Pourtant quand on regarde, disons pour l'exemple, le sel gemme, on parle de molécule NaCl alors qu'en fait il s'agit d'un assemblage cristallin ou chaque atome est lié à plusieurs autres, NaCl n'étant que le motif de base. Il y a pas mal de "consensus" sur la terminologie.

[andretou]

Bonjour ,
Personne n'a corrigé , mais le demandeur parle de molécules pour les alliages métalliques .
Je me trompe peut être , mais les alliages métalliques ne sont pas des molécules ???

Les propriétés ferromagnétiques des molécules ne sont pas les mêmes selon qu'elle sont isolées ou au sein de structures cristallines ?

[Deedee81]

Salut,

Les propriétés ferromagnétiques des molécules ne sont pas les mêmes selon qu'elle sont isolées ou au sein de structures cristallines ?

Non.

Les propriétés magnétiques sont dues au comportement des électrons autour des atomes/molécules, en particulier la déformation des orbitales sous un champ magnétique, l'asymétrie donnant un dipole magnétique permanent ou l'énergie d'échange en électrons de même spin (crucial dans le ferromagnétisme). Et bien entendu, la manière dont les atomes sont liés entre eux dans les molécules et les réseaux cristallins change la distribution des électrons autour de l'atome.