Chapitre 14 : Techniques Spectroscopiques De Caractérisation Flashcards
Définir la spectroscopie
Que peut-on dire des niveaux d’énergie d’une molécule ? Qu’est-ce que ΔE ? Qu’est-ce qu’une transition électronique ?
Comment sont réellement décomposés les niveaux d’énergie ? Comment exprime-t-on alors l’énergie d’une molécule ?
E = ΣE_chaque
e v r t
Exprimer la nature des photons, le domaine spectral d’étude et la nature de la transition lorsqu’on effectue :
- une spectroscopie UV-visible
- une spectroscopie infrarouge
- une spectroscopie RMN
?
Qu’est-ce qu’un spectre d’absorption ? Comment l’obtient-on (idée générale puis concrètement) ?
Définir la transmittance et l’absorbance
Quelle courbe trace-t-on en spectroscopie UV-visible ? En spectroscopie infrarouge ?
Quel est l’effet de l’absorption d’un photon du domaine UV-visible par une molécule ?
Pourquoi observe-t-on des bandes larges en spectroscopie UV-visible ?
Définir un chromophore
Qu’est-ce que l’effet bathochrome ? Comment l’appelle-t-on également ?
On l’appelle également red shift
Expliquer l’effet bathochrome
ΔE = h.c/λ, or si on a plus de formes mésomères, ΔE diminue donc λ augmente
Expliquer le fonctionnement des indicateurs colorés de pH
Qu’est-ce que la loi de Beer-Lambert ? A quelle condition peut-on l’appliquer ?
A quoi correspond la spectroscopie infra rouge ?
Qu’est-ce que le modèle de l’oscillateur harmonique pour une molécule diatomique ?
Qu’est-ce que la loi de Hooke ?
On remplace en fait le ressort lié aux deux masses mA et mB par un ressort lié uniquement à la masse μ
Logique : √(k/μ) est la pulsation
A quel nombre d’onde correspond une liaison C≡C ?
σ = 2200 cm-1
Comment influent la masse des atomes d’une liaison et la force de cette liaison sur le nombre d’onde associé ? Justif
D’après la loi de Hooke
Quelles sont les deux zones que l’on distingue sur un spectre infrarouge ?
Donner les ordres de grandeurs de σ pour les liaisons suivantes :
- C—H
- O—H (alcool)
- N—H
- O—H (acide carboxylique)
- C=O
- C=C
Comment évolue σ pour une liaison C=O lorsqu’elle est conjuguée avec une liaison C=C ?
Justif
La mésomérie rend la liaison «moins double», donc moins forte, donc k diminue, donc σ diminue d’après la loi de Hooke
Comment est modifié le spectre infra-rouge pour une liaison O—H lorsque des liaisons hydrogènes se forment en solution ?
Justif
La liaison hydrogène est un partage des électrons, la liaison O—H est donc moins forte, donc k diminue et σ diminue d’après la loi de Hooke.
On observe plus de «types» de liaisons, on a donc une bande large
Quel est le risque avec le solvant en RMN comme le résout-on ?
Quel est le champ réellement ressenti par un H, comment est modifié la fréquence de résonance ?
Il ressent un champ B0×(1 - σ), avec 0 ≤ σ ≤ 1 appelée «constante de blindage»
Alors, il résonne à la fréquence ν0×(1 - σ)
“En gros, plus le champ ressenti est faible, plus la fréquence de résonance est faible : un champ plus fort fait résonner à une fréquence plus forte”
Qu’indique le nombre de signaux sur le spectre de RMN ?
Ça indique le nombre de groupes de H équivalents
Qu’est-ce que le déplacement chimique ?
Quel est le lien entre blindage et déplacement chimique ?
En quoi le RMN et l’IR sont-ils complémentaires ?
L’IR permet de déterminer quelles sont les molécules présentes et comment sont les liaisons, le RMN permet de déterminer combien on a de H et comment ils sont placés
A quoi est lié la constante de blindage σ ?
Elle est liée à l’environnement autour du H : deux H qui ont à peu près le même environnement vont avoir à peu près la même σ, et donc les signaux vont être proches sur le RMN
Quel est le lien entre le déplacement chimique δ, la présence d’électron, et le ressenti de B# ?
Si un H est lié à un atome électronégatif, comment varie le déplacement chimique δ et pourquoi ?
Plus χ est grand, moins le H a d’électrons proches de lui et donc plus δ est grand
Comment est le déplacement chimique δ lorsque le H est lié à un C qui forme des liaisons multiples ?
Plus les liaisons sont multiples, plus δ augmente
Comment identifier facilement un H d’une liaison —OH, —NH2 ou —COOH en RMN ?
Justif
Quel est l’ordre de grandeur de δ pour un H intervenant dans un groupement :
- aldéhydique
- aromatique
- aldéhydique : 9 → 10
- aromatique : 6 → 8
Quelle est l’information donnée par l’aire sous la courbe d’un spectre de RMN ?
Qu’est-ce qu’un multiplet, à quoi est-il dû ?
Qu’est-ce qu’un couplage entre deux atome d’hydrogène, quelle est sa conséquence ?
Plusieurs H proches «couplent» et forment alors un multiplet
Qu’est-ce que la constante de couplage ?
Comment déterminer la valeur d’une constante de couplage ?
Quelle est la dernière liaison à étudier en RMN ?
N—H ou O—H, qui sont aléatoires
Comment apparaît le signal d’un groupe de protons en interaction avec p H équivalents ?
Comment apparaît le signal d’un groupe de H qui est couplé avec q H équivalents et p autres H équivalents ?
Qu’appelle-t-on massif non résolu ?
Comment écrit-on la constante de couplage en fonction du nombre de liaisons entre les deux H ?
Quels sont les cas où le couplage entre deux atomes à 4 liaisons d’écart effectuent quand même un couplage ? Que vaut à peu près la constante de couplage alors ?
Si on cherche à attribuer chaque signal à un H, et justifier les couplages, comment faire ?
Définir le nombre d’insaturation et donner sa formule
n(C) + 1 et ensuite, (n1, n2, n3) = (-1, 0, 1) : -n1/2 + n3/2,
Avec n1 les atomes monovalents etc…
n2 n’intervient pas car il met un électron de chaque côté donc fait juste partie de la chaîne sans rien changer
Donner la méthode à suivre lorsqu’on nous demande de remonter à une molécule, disposant des spectres UV-visible (facultatif), IR, RMN
Comment appelle-t-on un groupement d’atomes qui possède des liaisons conjuguées ?
Un groupement chromophore
Comment s’appelle l’effet de décalage vers l’UV par le rouge du λmax d’absorption lorsqu’il y a des double liaisons conjuguées ?
L’effet bathochrome
