Comment le magnétisme vient aux molécules et le monde merveilleux qui en résulte

Auteurs : M. Michel Verdaguer et Mlle Françoise Villain

Congrès : Paris 2007 - 55èmes Journées Nationales de l'UdPPC - PariS de ScienceS ; activité du 29/10/2007 à 10h30

Lieu : ENCPB

Résumé de l'activité: Etre ou ne pas être (magnétique) n'est pas la question, <b>tout est magnétique</b> : dia-, para-, ferro-, antiferro-, ferri-magnétique... Il en est des molécules comme des solides. L'activité se propose de présenter, d'expliquer et de réaliser des <b>expériences simples et spectaculaires</b>, dont la plupart sont réalisables dans les établissements et par des élèves, pour mettre en évidence le magnétisme des molécules et le modifier de manière rationnelle. * Pourquoi et comment le dioxygène est paramagnétique et le diazote est diamagnétique ? * Comment deux électrons célibataires interagissent pour donner une liaison (NO2-N2O4) ? * Qu'est-ce qu'une température de Curie et comment l'illustrer (analogies, modèles, expériences) ? * Comment la maîtrise de l'interaction entre électrons (grâce à la mécanique quantique) permet : - de contrôler la géométrie, la couleur et l'état de spin des complexes métalliques (haut spin, bas spin, à transition de spin ... ) et de les utiliser dans des dispositifs d'affichage - d'avoir des molécules stables et magnétiques, qui peuvent interagir pour se transformer en aimants à la température ambiante et permettent de construire les dispositifs correspondants transformant l'énergie lumineuse en énergie mécanique - de transformer le bon vieux pigment dit "bleu de Prusse" en aimant à la température ambiante et de s'en servir soit comme pigment, soit comme aimant (synthèse, cyanotypes, démonstrateurs ...) L'activité fait appel à la physique (magnétisme, domaines et jeux de spins) comme à la chimie (réactions chimiques, jeux de structures et d'orbitales), des principes de base et des observations du quotidien jusqu'aux <b>dernières avancées dans la discipline dite "magnétisme moléculaire"</b>. Mme Véronique Gadet (Classes péparatoires, Paris), participera également à l'encadrement de l'atelier.

Document : Comment le magnétisme vient aux molécules … et le monde merveilleux qui en résulte ( pdf - 1,3 Mo )

Résumé :
Le mot magnétisme, utilisé dans la vie de tous les jours, évoque généralement des matériaux solides, métaux, alliages, oxydes. Les molécules sont elles, le plus souvent considérées comme des objets isolés, non magnétiques. Pourtant, être ou ne pas être (magnétique) n’est pas la vraie question : tout est magnétique. Le vrai problème est de savoir comment. Cet exposé propose d’illustrer le magnétisme des molécules à partir de quelques expériences. Du magnétisme des aimants à celui des molécules Le monde quantique L’électron et ses propriétés magnétiques dans l’atome Les électrons dans les molécules Les complexes des éléments de transition Comment les chimistes peuvent et savent varier les propriétés magnétiques ? Interaction entre électrons sur des centres voisins : de la molécule à l’aimant

Document : Fiches d'expériences ( pdf - 1,2 Mo )

Résumé :
Ces fiches portent sur les expériences à réaliser par tous les binômes des participants.

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