L'origine du magnétisme atypique de l'ion actinide Uranium (IV) enfin comprise
Publié par Adrien le 27/08/2019 à 08:00
Source: CNRS INC
Les ions de terres rares et d'actinides, qui présentent des propriétés magnétiques remarquables étant données leurs structures électroniques, sont de bons candidats pour entrer dans la composition des aimants de nouvelle génération. Mais alors pourquoi, de manière atypique, l'uranium (L'uranium est un élément chimique de symbole U et de numéro atomique 92. C'est un élément naturel assez fréquent :...) au degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) oxydation IV n'est que faiblement magnétique, alors qu'au regard de sa structure électronique, ses propriétés devraient être comparables aux autres analogues de terres rares (Les terres rares sont un groupe de métaux aux propriétés voisines comprenant le scandium 21Sc, l'yttrium 39Y et les quinze lanthanides.) ou d'actinides ?


© Rodolphe Clérac

En synthétisant et cristallisant pour la première fois un complexe moléculaire d'un fluorure d'actinide(IV), des chercheurs du Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) Paul Pascal (CNRS/Université de Bordeaux) expliquent pourquoi le magnétisme (Le magnétisme est un phénomène physique, par lequel se manifestent des forces attractives ou répulsives d'un objet sur un autre, ou avec des charges électriques en mouvement. Ces objets, dits magnétisables,...) de ce système moléculaire à base d'Uranium, [UF6]2-, est quasi-inexistant.

Par des mesures de spectroscopie d'absorption des rayons X (La spectrométrie d'absorption des rayons X aide à déterminer la structure d'un matériau. Elle a l'avantage d'être sélective quant à l'espèce...), ils montrent que les moments magnétiques de spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque particule, qui est caractéristique de la nature de la particule, au même titre que sa masse et sa charge électrique. Comme la...) et d'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) de l'uranium ont effectivement de larges valeurs en accord avec un magnétisme important. Cependant, ils montrent aussi que ces moments sont de signes opposés, ce qui induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité...) un moment global de l'ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais, à partir de l'adjectif grec ἰόν (ion), se...) uranium(IV) quasiment nulle observé expérimentalement.

Plus généralement, ce travail ouvre la voie à une compréhension plus approfondie des propriétés électroniques et magnétiques des molécules et matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) à base d'actinides.

Référence

Kasper S. Pedersen, Katie R. Meihaus, Andrei Rogalev, Fabrice Wilhelm, Daniel Aravena, Martin Amoza, Eliseo Ruiz, Jeffrey R. Long, Jesper Bendix, et Rodolphe Clérac.
[UF6]2-: A Molecular Hexafluorido Actinide(IV) Complex with Compensating Spin and Orbital Magnetic Moments
Angewandte Chemie Int. Ed. 10 juillet 2019
https://doi.org/10.1002/anie.201905056
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