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RÉSUMÉ
La RMN en phase solide des noyaux quadripolaires (I > 1/2) se distingue de la RMN des spins 1/2 du fait de l'interaction quadripolaire. Celle-ci peut être très intense, entraînant un élargissement considérable des raies de résonance. Cet article passe en revue les propriétés des noyaux quadripolaires et les principales séquences d'impulsions dédiées à leur étude. Il insistera plus particulièrement sur les derniers développements en RMN en mode statique (excitation et acquisition large bande), conduisant à des gains en sensibilité très importants, et montrera comment appliquer ces nouvelles méthodologies à l'étude du 87Sr (I = 9/2).
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Lire l’articleAuteur(s)
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Danielle LAURENCIN : Chargée de recherches CNRS - Docteur en chimie de l'université Pierre et Marie Curie (Paris) Institut Charles Gerhardt de Montpellier, UMR 5253, France
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Christian BONHOMME : Professeur - Ingénieur ENSCP - Docteur en chimie de l'université Pierre et Marie Curie (Paris) Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris, UMR 7574, France
INTRODUCTION
Domaine : technique d'analyse structurale
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : résonance magnétique nucléaire (RMN), calculs théoriques par la fonctionnelle de la densité (DFT)
Domaines d'application : chimie des matériaux
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : CEMHTI (Orléans), ENS (Paris), CRMN/ENS Lyon (Lyon), LCMCP (Paris), UCCS (Lille), ENSICAEN (Caen), IRAMIS/CEA (Saclay), ISCR (Rennes), Tectospin-ILV (Versailles), ICMMO (Orsay), ICPME (Créteil), IECB (Bordeaux), ISM2 (Marseille), ICGM (Montpellier), CEA/INAC (Grenoble), IMN (Nantes), CRM2 (Nancy)
Centres de compétence : réseau TGIR-RMN ( http://www.tgir-rmn.org/)
Industriels : Bruker France
Autres acteurs dans le monde :
Acteurs industriels : Bruker, Agilent, Jeol
Pour une liste (non exhaustive) d'acteurs académiques dans ce domaine, consulter également http://www.rockychem.com/links/whos-who-in-ssnmr.html
Contact : [email protected], [email protected]
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RMN en phase solide des noyaux quadripolaires
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2. Principe de la RMN en phase solide
La RMN est une technique d'analyse structurale non destructive, fondée sur la propriété de spin nucléaire (I) de certains noyaux. La notion de spin nucléaire est de nature purement quantique et se traite mathématiquement de manière rigoureuse dans le cadre de la mécanique quantique . Il est ainsi démontré que I ne peut prendre que des valeurs entières (0, 1…) ou demi-entières (3/2, 5/2…). La RMN n'est possible que lorsque I ≠ 0. Les propriétés de quelques noyaux d'intérêt pour notre exposé sont présentées dans le tableau 1. On peut démontrer qu'il est possible d'associer au spin nucléaire un moment magnétique qui lui est proportionnel (on parle alors de « magnétisme nucléaire ») :
où l correspond au moment angulaire de spin, γ correspond au rapport gyromagnétique du noyau considéré et h correspond à la constante de Planck, avec h = 6,64 × 10–34 J · s. L'unité de γ est le rad · s–1 · T–1 ; γ est donc homogène à une vitesse angulaire (pulsation) par unité de champ magnétique. La RMN repose sur l'interaction...
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Principe de la RMN en phase solide
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ABRAGAM (A.) - Principles of nuclear magnetism. - Clarendon Press, Oxford (1989).
-
(2) - COHEN-TANNOUDJI (C.), DIU (B.), LALOË (F.) - Mécanique quantique. - Collection Enseignement des Sciences, Hermann (1997).
-
(3) - CANET (D.) - La RMN : concepts, méthodes et applications. - Interéditions (1991).
-
(4) - CANET (D.), BOUGUET-BONNET (S.), LECLERC (S.) - RMN express. Résonance magnétique nucléaire. - Presses Universitaires Nancy (2011).
-
(5) - LEVITT (M.H.) - Spin dynamics : basics of nuclear magnetic resonance. - Wiley (2008).
-
(6) - MEHRING (M.) - Principles of high-resolution NMR in solids. - 2nd edition, Springer Verlag, Berlin (1983).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Rayonnement synchrotron et applications.
ANNEXES
TGIR-RMN (site national du réseau des très Grands Instruments de la Recherche) http://www.tgir-rmn.org/
DMFit (programme de simulation de spectres RMN solide (spins 1/2 et quadripolaires)) http://nmr.cemhti.cnrs-orleans.fr/dmfit/
QUEST (programme de simulation de spectres RMN solide (quadripolaires)) http://nmr900.blogspot.fr/2012/05/quest-quadrupolar-exact-software.html
SCHURKO (R.) Description des séquences de pulses RMN solide pour l'étude de noyaux quadripolaires « forts » http://schurko.cs.uwindsor.ca/Research/Pulse_Sequences/index.html
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