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Spectroscopie Infrarouge

Sommaire
jouerIntroduction
jouerLe spectre
jouerBande carbone-hydrogène (C-H)
jouerBande carbone-carbone (C=C)
jouerBande carbone-oxygène (C=O)
jouerBande carbone oxygène (C-O)
jouerBande azote-hydrogène (N-H)
jouerLe cas de la liaison O-H

Définition

Un spectre infrarouge donne la transmittance T (une transmittance de 100100% correspond à aucune absorption) en fonction du nombre d’ondes σ\sigma, inverse de la longueur d’onde, exprimé généralement en cm1cm^{-1}.

Un spectre d'absorption

Un spectre d'absorption

lumix

L’origine de ces absorptions provient des mouvements des atomes à l’intérieur de la molécule.

En effet, dans une molécule, les atomes ne sont pas fixes ; ils vibrent.

Les vibrations peuvent correspondre à une élongation longitudinale de la liaison ou une déformation angulaire entre deux liaisons.

Élongation longitudinale (en haut) et déformation angulaire (en bas)

Élongation longitudinale (en haut) et déformation angulaire (en bas)

lumix

Un spectre IR renseigne sur la nature des liaisons chimiques au sein d’une molécule et donc la présence de groupes caractéristiques.

Les bandes d’absorption à chacune des liaisons rencontrées en chimie organique correspondent à un domaine de σ\sigma bien précis.

lumix

Sauf à de rares exceptions, seules les bandes d’absorption correspondant à des nombres d’ondes supérieurs à 1400cm11400 cm^{-1} sont utilisées pour identifier les liaisons et les groupes caractéristiques.

Plus une liaison est forte, plus le nombre d’ondes d’absorption d’élongation σ\sigma est élevé.

Nombres d'ondes de quelques groupes caractéristiques.

Nombres d'ondes de quelques groupes caractéristiques.

On remarque que la liaison O-H présente une bande d’absorption forte et fine à l’état gazeux tandis qu’elle est forte et large (et à un nombre d’onde plus faible) à l’état liquide.

Cela s’explique par la présence de liaisons hydrogène à l’état liquide.

L’association des molécules d’alcools par liaison hydrogène provoque la diminution du nombre d’onde et l’élargissement de la bande d’absorption pour la liaison OHO-H.

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