Diamagnétisme / Paramagnétisme

[ThePrepa]

Hello !

Il n'est pas possible à ma connaissance de connaître si une molécule est diamagnétique ou paramagnétique avec la représentation de Lewis.
Sommes-nous obligés d'utiliser les diagrammes faisant apparaître les liaisons sigma et pi ou peut-on utiliser une autre méthode, comme par exemple l'indice de liaison ?

Merci d'avance !

[Hibiscus]

ça dépend beaucoup de ce qu'on te demande exactement..
En règle générale, tu peux retenir un truc simple comme
"diamagnétisme partout, mais masqué par le paramagnétisme lorsqu'il est présent"
et para, pour :
- atomes, molécules et défauts cristallins avec un nombre impair d'électrons, (moment cinétique total non nul du coup)
Genre un alcalin libre Na, du NO, des radicaux libres organiques -C(C2H3)3
- quelques composés avec un nombre impair genre O2
- métaux.

[ThePrepa]

En fait c'est juste: on me propose une molécule et je dois dire si elle est paramagnétique ou non, rien de plus

[Hibiscus]

Donc, nombre impair d'électrons => para
Sauf

quelques composés avec un nombre impair genre O2

C'est clairement pair que je voulais dire !

[ThePrepa]

Tu peux me donner un exemple, par exemple pour F2

[Hibiscus]

'Faut faire un minimmu de mécaQ (CLAO/LCAO) pour répondre proprement pour une molécule "simple" comme celle-là, je ne sais pas quelle proportion tu as fait..

Du coup, j'vais essayer de faire du détaillé, avec le plus de "phrases" possibles (paraît que vous aimez pas la phyQ..)

L’électron d’un atome a un double mouvement de rotation: autour du noyau (orbital) et autour de son axe (spin)
Donc, moment magnétique orbital et moment magnétique de spin.

(i)
Une molécule avec un ou plusieurs électrons célibataires (spin parallèles) => moment magnétique permanent (résultante des deux moments orbital+spin)
Placé dans un champ magnétique, l’ensemble des moments résultants va s’orienter parallèlement au champ
Donc moment magnétique global non nul (il est nul sans champ magnétique parce que la direction de la résultante est aléatoire, donc l'effet global est nul)
=> on appelle ça "paramagnétique"

(ii)
On a des atomes ou de molécules sans électrons non-appariés et uniquement des doublets électroniques,
=> pas de moment magnétique permanent.
Dans un champ magnétique, elles chopent un moment magnétique induit par distorsion (en sens inverse du champ magnétique) => diamagnétique.

Si on construit le diagramme d'orbitales moléculaires de F2, (ça va pas être facile à rédiger sur le forum, mais tu peux le faire sur une feuille ou sur google)
Les deux fluors sont reliés par une liaison simple $ \sigma $ ; les autres doublets électroniques constituent les paires libres du schéma de Lewis.
Pas d'électrons non-appariés, => F2 est diamagnétique

[ThePrepa]

Okay merci beaucoup, du coup concrètement si on me propose une molécule, je suis obligé de faire le diagramme d'orbitales moléculaires pour savoir si elle est paramagnétique ou pas ? Il n'y a pas de calcul possible ou de géométrie qui permet de le savoir ?

[Hibiscus]

Comme je te l'ai dit plus haut, à la "tête", tu dois savoir que les alcalins libres, métaux, radicaux libres organiques, NO, O2 et N2 (ces trois là par souvenir, mais retrouvables avec un diagramme d'orbitales) etc.. sont notablement paramagnétiques.
le reste tu peux avoir une intuition avec Lewis et un nombre d'électrons, mais ça revient à faire le diagrammme (pas en entier, juste trouver le nombre d'électrons appariés) dans sa tête, oui.

NO, si tu la dessines en Lewis (par rapport à ton autre sujet), tu vois clairement un "point", un électron célibataire => paramagnétique.
Mais c'est un "modèle", qui ne rend parfois (souvent?) pas compte des propriétés magnétiques. (typiquement, pour des alliages de gadolinium, ya plus personne....)

Pour parler plus sérieusement (en dehors d'une feuille de papier et de la prépa), pour savoir si un truc est "machin"magnétique, tu lui colles des aimants dessus, et tu vérifies s'il chope un moment magnétique induit. On va pas sérieusement faire des diagrammes d'orbitales pour des composés immondes et compliqués.

[ThePrepa]

D'accord.

Autre question: impossible de le savoir grâce à l'indice de liaison ? (1/2 * (liants - non liants))
Et est-ce que tu pourrais me donner 4-5 molécules relativement simples pour que je puisse m'entraîner, et je te dis si elles sont paramagnétiques ou diamagnétiques ?

[Hibiscus]

Comme pour Lewis, l'indice de liaison doit pouvoir te donner une idée, mais dès qu'on te donne une molécule avec des saletés dedans, ou bien ça ne s'applique plus, ou bien tu ne sais plus le calculer (parce que ya des métaux dont tu connais pas par coeur les configurations dedans..)
Si on te donne, par exemple, une horreur comme Nd$ _2 $Fe$ _14 $B... bah ya plus personne !

Euh... On a couvert beaucoup d'exemples/questions classiques dans le fil.. On te demandera probablement pas beaucoup plus qu'NO en colle.
Essaye..
- (C(C5H5)3)
- Li (lithium)
- les céréales

SPOILER:

c'est de l'eau, hein..

- Ne (le néon)
- DPPH