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

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

2 1) Spectres UV - Visible Voir TP : quelle est la composition dun sirop de menthe ? Une onde électromagnétique de fréquence υ o peut être absorbée par les électrons dune molécule qui va passer dun niveau énergétique à un autre. I0I0 I

3 Rappel : Atome Spectre continu de la lumière blanche Spectre dabsorption de raie Le cortège électronique dun atome peut absorber certaines ondes électromagnétiques correspondant à une fréquence et longueur donde précise.

4 Valeur E en eV n : niveau dénergie Niveaux des états excités

5 Valeur E en eV n : niveau dénergie Niveaux des états excités E B = h. B E V = h. V E R = h. R

6 Valeur E en eV n : niveau dénergie Niveaux des états excités E B = h. B > E E R = h. R < E E V = h. V = E Les niveaux dénergie dans latome sont quantifiés.

7 Valeur E en eV n : niveau dénergie Niveaux des états excités Que devient cette énergie absorbée par latome ?

8 Valeur E en eV n : niveau dénergie Niveaux des états excités Que devient cette énergie absorbée par latome ? Le photon (ou OEM) est émis dans une direction quelconque : cest la diffusion.

9 Atome Doù :

10 Par exemple, pour lhydrogène, dans le visible, les raies dabsorption correspondent aux transitions du niveau dénergie 2 aux niveaux 3, 4, 5. Valeur E en eV – 13,6 n : niveau dénergie – 3,4 1 2 – 1,513 – 0,85 4 – 0,54 5 Niveaux des états excités

11 Il se passe en première approximation le même mécanisme dabsorption et de transition électronique pour une molécule mais comme les niveaux dénergie sont multiples et du fait de facteurs physiques complexes (couplage des électrons, chocs avec le solvant...), les spectres d'absorption moléculaire sont des spectres de bandes (à l'opposé des spectres de raies atomiques).

12 Ces transitions électroniques ont lieu dans le domaine de lUV-visible (selon, entre autre, du nombre de double liaison conjuguées ou des groupes auxochromes).

13 Rouge Orange Jaune Violet Vert Bleu 400 nm 465 nm 530 nm 580 nm 620 nm 750 nm

14 Mais une molécules peut aussi absorber des ondes électromagnétiques appartenant à dautres domaines, les infrarouges par exemple …

15 2) Spectres infrarouge (IR) 2.1. Origine du spectre Mais les liaisons de ces molécules peuvent aussi vibrer

16 2) Spectres infrarouge (IR) 2.1. Origine du spectre Mais les liaisons de ces molécules peuvent aussi vibrer si elles sont excitées par une ondes se situant dans lIR.

17 A chaque vibration possible correspond une longueur donde située dans le domaine de infrarouge et qui pourra être absorbée par la molécule. Doc.1 : Mode de vibration dune molécule deau. étirement symétrique étirement antisymétrique CisaillementBasculeAgitationTorsion

18 Les vibrations des liaisons dune molécules sont … Un spectre IR renseigne ainsi sur …

19 2.2. Présentation dun spectre Doc. 2 : Spectre infrarouge de la propanone. Nombre donde (cm –1 )

20 2.2. Présentation dun spectre Doc. 2 : Spectre infrarouge de la propanone. Nombre donde (cm –1 ) Les spectres IR présentent généralement : - En abscisse, … - En ordonnée, …

21 Le spectre IR sétend de 500 à 4000 cm -1, ce qui correspond à des longueurs donde dans le vide comprises entre 2,5 et 20 micromètres. Doc. 2 : Spectre infrarouge de la propanone. Nombre donde (cm –1 )

22 2.3. Bandes dabsorption caractéristiques Nombre donde (cm –1 ) Une bande dabsorption est caractérisée par : - …

23 APentane BPent-1-ène CPentan-1-ol

24 On établie donc le tableau 1 : Type de liaison Nombre donde (cm –1 ) Largeur de la bande Intensité dabsorption O – H en phase gazeuse finemoyenne O – H en phase liquide largeforte N – H en phase gazeuse finefaible N – H en phase liquide largeforte C – H largemoyenne à forte C = O fineforte C = C variableMoyenne à forte

25 Par exemple : SOS Vidéo

26 Nombre donde (cm –1 ) Entre 1300 et 600cm -1, bandes de vibration de déformation: zone difficile à analyser, appelée zone des empreintes digitales. Entre 4000 et 1300cm -1, bandes de vibration délongation: caractéristiques des fonctions. De 600 à 1300 cm -1, il y a …

27 SOS Vidéo

28 2.4. Mise en évidence de la liaison hydrogéne

29 Doc. 3 : Spectres de lhexanol : Etat liquide Etat gazeux

30 Lassociation des molécules dalcools par liaison hydrogène provoque …


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