Chapitre 6 : Spectres UV-Visible et Infrarouge (IR)

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  • Chapitre 6 : Spectres UV-Visible et Infrarouge (IR).
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  • 1) Spectres UV - Visible Voir TP : quelle est la composition dun sirop de menthe ? Une onde lectromagntique de frquence o peut tre absorbe par les lectrons dune molcule qui va passer dun niveau nergtique un autre. I0I0 I
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  • Rappel : Atome Spectre continu de la lumire blanche Spectre dabsorption de raie Le cortge lectronique dun atome peut absorber certaines ondes lectromagntiques correspondant une frquence et longueur donde prcise.
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  • Valeur E en eV n : niveau dnergie 1 2 3 4 5 Niveaux des tats excits
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  • Valeur E en eV n : niveau dnergie 1 2 3 4 5 Niveaux des tats excits E B = h. B E V = h. V E R = h. R
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  • Valeur E en eV n : niveau dnergie 1 2 3 4 5 Niveaux des tats excits E B = h. B > E E R = h. R < E E V = h. V = E Les niveaux dnergie dans latome sont quantifis.
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  • Valeur E en eV n : niveau dnergie 1 2 3 4 5 Niveaux des tats excits Que devient cette nergie absorbe par latome ?
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  • Valeur E en eV n : niveau dnergie 1 2 3 4 5 Niveaux des tats excits Que devient cette nergie absorbe par latome ? Le photon (ou OEM) est mis dans une direction quelconque : cest la diffusion.
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  • Atome Do :
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  • Par exemple, pour lhydrogne, dans le visible, les raies dabsorption correspondent aux transitions du niveau dnergie 2 aux niveaux 3, 4, 5. Valeur E en eV 13,6 n : niveau dnergie 3,4 1 2 1,513 0,85 4 0,54 5 Niveaux des tats excits
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  • Il se passe en premire approximation le mme mcanisme dabsorption et de transition lectronique pour une molcule mais comme les niveaux dnergie sont multiples et du fait de facteurs physiques complexes (couplage des lectrons, chocs avec le solvant...), les spectres d'absorption molculaire sont des spectres de bandes ( l'oppos des spectres de raies atomiques).
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  • Ces transitions lectroniques ont lieu dans le domaine de lUV-visible (selon, entre autre, du nombre de double liaison conjugues ou des groupes auxochromes).
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  • Rouge Orange Jaune Violet Vert Bleu 400 nm 465 nm 530 nm 580 nm 620 nm 750 nm
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  • Mais une molcules peut aussi absorber des ondes lectromagntiques appartenant dautres domaines, les infrarouges par exemple
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  • 2) Spectres infrarouge (IR) 2.1. Origine du spectre Mais les liaisons de ces molcules peuvent aussi vibrer
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  • 2) Spectres infrarouge (IR) 2.1. Origine du spectre Mais les liaisons de ces molcules peuvent aussi vibrer si elles sont excites par une ondes se situant dans lIR.
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  • A chaque vibration possible correspond une longueur donde situe dans le domaine de infrarouge et qui pourra tre absorbe par la molcule. Doc.1 : Mode de vibration dune molcule deau. tirement symtrique tirement antisymtrique CisaillementBasculeAgitationTorsion
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  • Les vibrations des liaisons dune molcules sont Un spectre IR renseigne ainsi sur
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  • 2.2. Prsentation dun spectre Doc. 2 : Spectre infrarouge de la propanone. Nombre donde (cm 1 )
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  • 2.2. Prsentation dun spectre Doc. 2 : Spectre infrarouge de la propanone. Nombre donde (cm 1 ) Les spectres IR prsentent gnralement : - En abscisse, - En ordonne,
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  • Le spectre IR stend de 500 4000 cm -1, ce qui correspond des longueurs donde dans le vide comprises entre 2,5 et 20 micromtres. Doc. 2 : Spectre infrarouge de la propanone. Nombre donde (cm 1 )
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  • 2.3. Bandes dabsorption caractristiques Nombre donde (cm 1 ) Une bande dabsorption est caractrise par : -
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  • APentane BPent-1-ne CPentan-1-ol
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  • On tablie donc le tableau 1 : Type de liaison Nombre donde (cm 1 ) Largeur de la bande Intensit dabsorption O H en phase gazeuse 3500 - 3700finemoyenne O H en phase liquide 3200 - 3400largeforte N H en phase gazeuse 3300 - 3500finefaible N H en phase liquide 3100 - 3300largeforte C H2800 - 3100largemoyenne forte C = O1700 - 1800fineforte C = C1500 - 1700variableMoyenne forte
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  • Par exemple : SOS Vido
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  • Nombre donde (cm 1 ) Entre 1300 et 600cm -1, bandes de vibration de dformation: zone difficile analyser, appele zone des empreintes digitales. Entre 4000 et 1300cm -1, bandes de vibration dlongation: caractristiques des fonctions. De 600 1300 cm -1, il y a
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  • SOS Vido
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  • 2.4. Mise en vidence de la liaison hydrogne
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  • Doc. 3 : Spectres de lhexanol : Etat liquide Etat gazeux
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  • Lassociation des molcules dalcools par liaison hydrogne provoque