RÉSONANCE MAGNÉTIQUE

Applications de la résonance magnétique à la chimie

La R.P.E. connaît quelques applications en chimie, notamment par l'étude de centres paramagnétiques appelés radicaux libres produits transitoirement au cours de certaines réactions chimiques, qui permet d'en élucider le mécanisme.

L'utilisation la plus importante de la résonance magnétique, par le nombre de travaux et le nombre de chercheurs qui s'y consacrent, est cependant la R.M.N. de haute résolution pour l'étude des composés chimiques, essentiellement les molécules organiques. Cette importance provient de ce que chaque spin nucléaire est soumis à des champs locaux caractéristiques de la molécule dont il fait partie et de sa place dans la molécule. Ces champs sont en général beaucoup plus faibles que les champs dipolaires internucléaires. C'est pourquoi la R.M.N. de haute résolution se pratique la plupart du temps sur des liquides où, par suite du mouvement rapide des molécules, elle est insensible aux interactions dipolaires et où les raies de résonance sont très étroites.

Le champ local auquel est soumis chaque spin nucléaire est le champ moyen créé par les électrons qui l'entourent. Ce champ a deux origines. Il provient en premier lieu de la distorsion des couches électroniques par le champ magnétique extérieur. Le champ local ainsi produit, proportionnel au champ appliqué et en général opposé à lui, est d'autant plus fort que la densité électronique au niveau du noyau est plus élevée. Dans une molécule, chaque noyau ayant un environnement chimique particulier donnera une raie de résonance caractéristique de sa fonction chimique, d'où le nom de déplacement chimique donné à la variation relative du champ de résonance d'un noyau. Son unité de mesure est le p.p.m., ou partie par million, du champ total, mesure par rapport à une référence arbitraire. En second lieu, l'origine du champ local vu par un noyau est la distorsion des couches électroniques par le champ magnétique des spins nucléaires voisins. Il en résulte un couplage indirect entre spins nucléaires proches, indépendant du champ extérieur et exprimé en hertz, qui a pour effet de sép[...]

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Écrit par :

  • : sous-directeur de laboratoire au Collège de France, conseiller scientifique au Commissariat à l'énergie atomique
  • : docteur ès sciences, maître assistant au laboratoire de chimie structurale organique de l'université de Paris-XI, Orsay

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Pour citer l’article

Maurice GOLDMAN, Jacques COURTIEU, « RÉSONANCE MAGNÉTIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/resonance-magnetique/