Comment calculer le spin nucléaire (en RMN)?

[invite38a6a8d9]

Bonjour,


Comment calcule t on le spin nucléaire d'un noyau, quelle est la démarche à adopter?
Par exemple , pour le carbone 12 a un spin nucléaire de 0 alors que pour le carbone 13 , elle est de 1/2?
Comment fait on?


Merci d'avance!
-----

[Gilgamesh]

Les noyaux composés d'un nombre pair de protons et de neutrons ont un nombre quantique de spin nul. Pour les autres, je ne sais pas si ça se calcule simplement...

Le spin et moment magnétique nucléaire

a+

[invite38a6a8d9]

Merci pour ta réponse et pour le lien!!
J'ai essayé de voir un peu sur le net et de ce qui ressort, ils disaient qu'il comptaient le nombre de neutron et proton en multipliant par le spin 1/2. Pour ma part j'ai essayé mais c'est loin d'être ça..

[curieuxdenature]

Merci pour ta réponse et pour le lien!!
J'ai essayé de voir un peu sur le net et de ce qui ressort, ils disaient qu'il comptaient le nombre de neutron et proton en multipliant par le spin 1/2. Pour ma part j'ai essayé mais c'est loin d'être ça..

Bonjour

je ne suis pas un foudre de guerre dans ce domaine mais il me semble que c'est le moyen de calculer l'isospin : avec T= (2Z - A) / 2

Pour calculer le moment angulaire J^p c'est bien plus hard.
En sépare le noyau en deux groupes, d'un côté les n et de l'autre les p.
En remplit les "couches" en suivant le modèle en couches du noyau.
Pour déterminer J, on additionne les nucléons deux à deux; en nombres pairs, pas de problème c'est toujours J=0
en impairs c'est le nombre qui correspond à la "couche".

Pour la parité ça se corse.
Il y a alternance + et -, il faut étudier le tableau.
La parité se trouve par multiplication, sur une "couche" - on peut donc retrouver un p positif
par exemple He4 sera Jp = 0⁺ alors que He5 sera Jp = 3/2^-
Sur une couche de parité positive le problème ne se pose jamais, évidemment.

Je peux te scanner un exemple fait main si ça t’intéresses, ce n'est pas vraiment compliqué à comprendre et avec un schéma ça vaut cent explications.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite38a6a8d9]

Bonjour,

Avant toute chose merci de m'avoir répondu!
Oui je veux bien que tu me scannes un exemple stp!=)

[CoucouHibou]

Bonsoir,

Je veux bien l'exemple aussi, j'en étais resté à l'impression qu'il nétait pas possible de prévoir le spin d'un noyau et qu'on se contentait de la règle générale qui dit que si A est impair, le spin est demi entier, si A est pair et Z impair, entier non nul et nul si A et Z sont pairs tout les deux.

Merci et à bientôt, cordialement,

Hibou

[curieuxdenature]

Bonjour

deux interessés, c'est suffisant

Je ne donne pas trop de détails, si cela ne vous parait pas assez clair, yakademander.
Je donne l'exemple du Carbone(12, 13 et 14), qui n'est d'ailleurs pas un bon candidat pour la RMN puisque le C13 est en très faible proportion, ce qui n'est pas le cas du Sodium(3/2+), du fluor(1/2+), de l'alu(5/2+)...

Pour l'isotope 17 de O, le neutron célibataire passe sur la couche 1d en 5/2, son J^p est donc 5/2⁺

Comme pour les orbitales électroniques il y a de nombreuses exceptions, si ça vous amuse faites donc l'exercice avec les 20 premiers isotopes connus (H, He, Li, B, etc..) vous verrez que dès le Li⁶ on en a une, Idem pour le Bore⁸.
Bon courage.

[CoucouHibou]

Bonjour et merci !

Tout d'abord, remarque de RMNiste, le carbone 13 est au contraire l'un des noyaux les plus utiles en RMN vu qu'il est présent dans toutes les molécules du vivant et, la RMN a beau être peu sensible, 1%, ça reste souvent suffisant. Mais globalement, en tant que solidiste, je suis d'accord, il y a des tas d'autres noyaux rigolos !

Ensuite, tout ça m'a l'air très clair, mais je crains qu'il ne me manque des choses pour bien comprendre : en tant que chimiste, je connais p comme étant associé au moment cinétique orbitalaire de valeur L=1, et plusieurs choses vont à l'encontre de mes intuitions (qui, je le rappelle, viennent des orbitales électroniques, je suis totallement conscient que c'est probablement très différent dans un noyau) :

- première chose : 1p ? Pour les électrons, on a au minimum 2p puisque L < N, pourquoi cela change-t-il ici ?

- ensuite, tu sépares p en deux parties : 3/2 et 1/2, ça correspond à quoi ?

- enfin, que signifie le signe - ou + que tu mets à côté de ce nombre ?

Désolé pour mes questions de béotien, et encore merci pour la démo, cordialement,

Hibou

[invite38a6a8d9]

Bonsoir,

Merci pour l'exemple!!!
Euh.. Je vais passer pour une quiche lol mais bon..

Je ne connaissais pas cette disposition des orbitales , chaque niveau représente s , p et d c'est sa ?
Du coup, ce qui revient à me poser la même question que CoucouHibou , au sujet de la séparation de la partie p en 1/2 et 3/2?
Puis, pour ce qui est des signe - ou + à coté de ce nombre, si j'ai bien compris c'est pour expliquer soit le passage de l'électron à la couche supérieur (signe +) ou inférieur (signe -), j'en suis pas sure..

[curieuxdenature]

- première chose : 1p ? Pour les électrons, on a au minimum 2p puisque L < N, pourquoi cela change-t-il ici ?

- ensuite, tu sépares p en deux parties : 3/2 et 1/2, ça correspond à quoi ?

- enfin, que signifie le signe - ou + que tu mets à côté de ce nombre ?

Bonjour CoucouHibou

1p, cela parait bizarre n'est-ce pas, mais c'est de cette façon que les couches sont notées pour le noyau.
Dans l'ordre croissant (dessiné du bas vers le haut si le centre du noyau est représenté en bas)
1s,
1p,
1d, 2s
1f, 2p
1g, 2d, 3s
1h, 2f, 3p
1i, 2g, 3d, 4s
1j, etc mais là on dépasse le noyau 184...

à chaque ligne correspond le nombre quantique orbital 'l' et une parité qui représente la somme des parités des nucléons de la couche 'n'.
- de valeur 0 et de parité +
- valeur 1 parité -
- 2 +
- 3 -
- 4 +
- 5 -
- etc..

les nombres quantiques 's' 1/2, 3/2, 5/2 etc.. sont les valeurs du moment angulaire total J (c'est la somme des moments angulaires orbital (L) et de spin (S) avec J = L + S)


ensuite, le nombre de (paires de) nucléons par niveau se trouve avec N = 2J+1
par exemple sur 1g on a J=9/2 donc N = 9 + 1 = 10 nucléons de chaque sortes (10 p + 10 n pour remplir la couche)
sur 1f on a 7/2 soit N = 7 + 1 = 8 protons + 8 neutrons...

Comme tu le vois c'est passablement différent des orbitales électroniques.
De cette façon on obtient les nombres dit magiques 2, 8, 20, 50, 80, 126, 184

Il doit bien y avoir une page wiki la dessus.

[Pfhoryan]

Comme tu le vois c'est passablement différent des orbitales électroniques.

C'est curieux que le nom des couches soit noté de manière ressemblante à celui des orbitales, 1s, 2s, 2p...

[coussin]

C'est pas curieux. Ce sont les caractères du groupe de symétrie ponctuel K (de l'allemand « Kugel », la sphère).

[curieuxdenature]

Re

j'ai retrouvé la page wiki

http://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_en_couches

avec une petite erreur (entre la 4eme et la 5eme couche)
Sous-couche 1p 3/2 4 états
doit être lue
Sous-couche 2p 3/2 4 états

[Pfhoryan]

C'est pas curieux. Ce sont les caractères du groupe de symétrie ponctuel K (de l'allemand « Kugel », la sphère).

ah! Et bien j'ai appris un truc.

[aiman172]

Comment calcule t on le spin nucléaire du fluor (1/2), j'ai essayé de calcul en remplit les "couches" en suivant le modèle en couches du noyau mais j'ai trouver 5/2 comment ils sont fait pour trouver 1/2 ?
Merci d'avance!

[curieuxdenature]

Bonjour

perso je n'ai pas d'info la dessus, mais à l'évidence c'est que les nucléons sautent une couche pour se loger sur la 2s, d'ailleurs le noyau F20 fait de même avec son spin de 2+
C'est une règle du même genre que celle de Klechkowski pour les nuages electroniques.

[albanxiii]

Bonjour,

Comment calcule t on le spin nucléaire du fluor (1/2), j'ai essayé de calcul en remplit les "couches" en suivant le modèle en couches du noyau mais j'ai trouver 5/2 comment ils sont fait pour trouver 1/2 ?
Merci d'avance!

Question posée ici : http://forums.futura-sciences.com/ph...uor-1-2-a.html

Comme les doublons sont interdits et que cette discussion commence à dater, je la ferme.

Pour la modération.