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Concept
Paramagnétisme
Résumé
Le paramagnétisme désigne en magnétisme le comportement d'un milieu matériel qui ne possède pas d'aimantation spontanée mais qui, sous l'effet d'un champ magnétique extérieur, acquiert une aimantation orientée dans le même sens que le champ magnétique appliqué. Un matériau paramagnétique possède une susceptibilité magnétique de valeur positive (contrairement aux matériaux diamagnétiques). Cette grandeur sans unité est en général assez faible (dans une gamme allant de à ). L'aimantation du milieu disparaît lorsque le champ d'excitation est coupé. Il n'y a donc pas de phénomène d'hystérésis comme pour le ferromagnétisme.
Un comportement paramagnétique peut apparaître sous certaines conditions de température et de champ appliqué, notamment :
un matériau antiferromagnétique devient paramagnétique au-delà de la température de Néel ;
un matériau ferromagnétique ou ferrimagnétique devient paramagnétique au-delà de la température de Curie.
Le paramagnétisme est observé dans :
Les atomes, molécules et défauts cristallins ayant un nombre impair d'électrons, pour lesquels le moment cinétique total ne peut pas s'annuler. Par exemple : atomes de sodium (Na) libres, monoxyde d'azote (NO) gazeux, radicaux libres organiques comme triphenylmethyl (C(CH)) ou le DPPH ;
Des atomes et ions libres, avec une couche électronique interne partiellement remplie comme les éléments de transition, les ions isoélectroniques des éléments de transition, les terres rares et les actinides. Par exemple : Mn2+, Gd3+, U4+ ;
Quelques composés avec le nombre pair d'électrons comme dans le dioxygène (O) et dans des biradicaux organiques ;
Les métaux.
vignette|Évolution de la susceptibilité magnétique χ en fonction de la température. La susceptibilité suit une loi de Curie où C est la constante de Curie.
Paul Langevin a introduit, en 1905, l'idée selon laquelle le moment magnétique d'un corps peut être la somme des moments magnétiques de chaque atome. En effet, les matériaux paramagnétiques sont composés d’atomes ou de molécules qui possèdent un moment magnétique .
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