Principe de la spectroscopie d'absorption infrarouge (IR)

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• Absorption IR : un photon est absorbé si son énergie correspond à la vibration d'une liaison • = 1/ en cm^-1 ; E = hc\, : énergie proportionnelle au nombre d'onde • Domaine utilisé : 4000 à 400\ cm^-1 • Spectre : transmittance T en fonction de décroissant ; bande d'absorption = creux vers le bas

Le cours

Principe de la spectroscopie infrarouge Les liaisons d'une molécule vibrent en permanence (elles s'allongent et se raccourcissent). Chaque type de liaison ne peut absorber que des photons d'énergie bien précise. Quand on éclaire un échantillon par un rayonnement infrarouge, les photons dont l'énergie correspond à une vibration d'une liaison sont absorbés : c'est le principe de la spectroscopie d'absorption infrarouge (IR). On repère la radiation par son nombre d'onde, inverse de la longueur d'onde, exprimé en cm^-1 : = 1/ E = hc/ = hc\, Le domaine utilisé va de = 4000 à 400\ cm^-1, soit de 2,5 à 25\ m. L'énergie d'un photon est proportionnelle à : un grand nombre d'onde correspond à un photon plus énergétique. Le spectre IR représente la transmittance T = I/I_0 (en %, part de la lumière qui traverse l'échantillon) en fonction de . Deux conventions à connaître : l'axe des nombres d'onde est gradué en décroissant de gauche à droite, et une absorption apparaît comme une bande dirigée vers le bas (transmittance faible). Une bande se décrit par sa position (en cm^-1), sa largeur (fine ou large) et son intensité (forte, moyenne, faible). Astuce et méthode clé Pour convertir une longueur d'onde en nombre d'onde, exprime d'abord en centimètres : = 3,0\ m = 3,0 10^-4\ cm, donc 3333\ cm^-1. Piège classique à éviter Sur un spectre IR, l'axe horizontal va de 4000 à 400\ cm^-1 de gauche à droite : une bande située « plus à droite » a un nombre d'onde plus petit, donc des photons moins énergétiques.

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