Identification de liaisons par spectroscopie IR : bande O-H

Première générale Spé · Physique-Chimie Spé 1ère

À retenir

• O–H d'alcool lié (liaisons hydrogène) : bande forte et large, 3200–3400\ cm^-1 • O–H libre (gaz, solution diluée) : bande fine, 3580–3670\ cm^-1 • O–H d'acide carboxylique : bande très large, 2500–3200\ cm^-1, avec C=O vers 1700\ cm^-1 • N–H : 3100–3500\ cm^-1, bandes moyennes, moins larges

Le cours

Repérer la liaison O–H sur un spectre IR La liaison O–H absorbe aux grands nombres d'onde, mais l'allure de sa bande dépend fortement de son environnement, ce qui la rend très instructive : O–H d'alcool « lié » (liquide ou solide) : bande forte et large entre 3200 et 3400\ cm^-1. Les molécules sont reliées entre elles par des liaisons hydrogène ; chaque liaison O–H vibre dans un environnement un peu différent, d'où l'élargissement de la bande. O–H « libre » (gaz ou solution très diluée dans un solvant qui ne forme pas de liaison hydrogène) : bande fine entre 3580 et 3670\ cm^-1, car les molécules sont isolées les unes des autres. O–H d'acide carboxylique : bande très large entre 2500 et 3200\ cm^-1, qui recouvre en partie les bandes C–H (2800–3100\ cm^-1) ; elle s'accompagne toujours de la bande C=O vers 1680–1710\ cm^-1. La liaison N–H absorbe aussi dans cette région (3100 à 3500\ cm^-1), mais avec des bandes d'intensité moyenne, nettement moins larges que celle d'un O–H d'alcool lié. La forme de la bande (fine, large, très large) compte donc autant que sa position. Ainsi, le même alcool donne une bande large vers 3300\ cm^-1 à l'état liquide et une bande fine vers 3650\ cm^-1 à l'état gazeux : le spectre renseigne à la fois sur la molécule et sur les interactions entre molécules. Astuce et méthode clé Une bande O–H qui « avale » les pics C–H et descend jusque vers 2500\ cm^-1 signe un acide carboxylique : cherche aussitôt la bande C=O vers 1700\ cm^-1 pour confirmer. Piège classique à éviter Ne conclus pas « pas de O–H » parce qu'il n'y a rien vers 3300\ cm^-1 : le O–H d'un acide carboxylique absorbe plus bas, entre 2500 et 3200\ cm^-1, en une bande très large.

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