CHIMIE - Caractérisation de composés organiques Flashcards
énergie d’une molécule
- energie électronique : électrons
- énergie mvmt noyau :
- énergie cinétique de translation
- énergie vibrationnelle
- énergie rotationnelle
Ephoton
delta E = hc/lambda
h : cst de Planck 6,6310⁻³⁴ J.s
c : célérité dans le vide 3.0*10⁸ m.s-1
nombre d’onde
sigma = 1/lambda (en m⁻1)
spectroscopie
étude d’un système physique par le biais d’une radiation électromagnétique avec laquelle il interagit ou qu’il émet
mesure des radiations ayant pour but d’obtenir des info sur un système et ses constituants
visible
400nm-800nm
IR ( + micro ondes / ondes radios)
> 800nm
UV (+ rayon X / gama)
< 400nm
400nm-800nm
visible
> 800nm
IR
< 400nm
UV
spectre d’absorption
- soumettre le milieu à un rayonnement
- comparer l’intensité du rayonnement incident et du rayonnement transmis
Transmittance
T(λ) = I(λ)/I0(λ)
T = 100% : pas d’absorption
T != 100% : absorption + ou - intense
T = 0% : absorption totale
Absorbance
A(λ) = - log I(λ)/I0(λ) = log 1/T(λ)
A = 0 : pas d’absorption
A –> + infini : absorption totale
on évite A >1.5 (bruit)
loi de Beer Lambert
A(λ) = epsilon* l *c
epsilonλ : coeff d’absorption molaire dépend de l’espèce / de λ / du solvant / de la T°
A mélange(λ) = somme Ai(λ)
limitations loi de BL
- absorbance pas trop élevée
- C < 10⁻¹ mol.L⁻¹
- unique phase liquide homogène ( pas de bulle d’air)
- pas de dégradation du composé (pas de fluorescence)
spectroscopie UV-visible
- repose sur les transition électronique
- forte conjugaison –> resserre les niveaux électroniques
chromophore
partie de la molécule responsable des transitions électroniques observées dans UV visible
une forte conjugaison conduit
à “resserrer” les niveaux électroniques
groupe auxochrome
groupement d’atomes augmentant la délocalisation électronique, modifiant ainsi les énergies d’absorption donc les coefficients d’extinction molaires et les fréquences d’absorption
effet bathochrome
fréquence d’absorption diminuée : déplacement de l’absorption vers les grandes longueurs d’ondes (IR)
effet hypsochrome
fréquence d’absorption augmentée : déplacement de l’absorption vers les petites longueurs d’ondes (UV)
spectroscopie IR
- utilise les transitions vibratoires
vibration
modification de la géométrie de la molécule: distances interatomiques : angles de liaison
vibration d’élongation
longueurs oscillent (allongement / raccourcissement)
vibration de déformation
angles oscillent (augmentation / diminution)
modes de vibrations actifs
provoquent une modification du moment dipolaire de la molécule
fréquence de résonance
nu0 = 1/2pi * sqrt(k/mu)
mu = masse réduite = mAmB/mA+mB
Fréquence de resonance + grande
- liaison multiple
- masse des atomes faibles
Zone au dessus de 1500cm-¹ (spectre)
Bandes dues aux vibrations d élongation caractéristiques de liaisons –> identification des groupes fonctionnels
Zone en dessous de 1500cm-¹ (spectre)
“Empreinte digitale”
Informations sur les bandes
Cf tableau
Conjugaison (influence de l’environnement)
Une liaison délocalisée n’est plus totalement double mais intermédiaire entre simple et double
Liaison multiple moins forte ==> nombre d’onde de vibration d élongation abaissé
Liaison hydrogène (influence de l’environnement)
Les groupes O-H impliqués dans des LH légèrement rallongees ==> affaiblissement de la liaison O-H ==> diminution du nombre donx de la vibrations d élongation et élargissement de la bande d’absorption
C-H
Bande fine 3000 cm-¹
Bande fine 3000 cm-¹
C-H
OH
Alcool sans LH : bande fine 3600cm-¹
Alcool avec LH : bande large 3300 cm-¹
Acide carboxylique : bande large 2800-3400 cm-¹
bande fine 3600cm-¹
Alcool sans LH
bande large 3300 cm-¹
Alcool avec LH
bande large 2800-3400 cm-¹
OH acide carboxylique
NH
3200 à 3500 cm-¹
NH2 : W oreille de lapins
3200 à 3500 cm-¹
NH
C=C
Bande fine 1650cm-¹
Bande fine 1650cm-¹
C=C
C=O
Bande fine intense 1720cm-¹
Attention : chercher les autres bandes
- OH très large : acide carboxylique
- doublet de CH : aldéhyde
- bande CO : ester / acide carboxylique
Bande fine intense 1720cm-¹
C=O
fréquence de Larmor
fréquence du rayonnement absorbé pour passer du niveau bas vers le niveau haut (fréquence de résonance)
Δ E
ΔE = h ⋅ ν
fréquence de résonance
νi = νo(1-σi)
blindage
proton à proximité d’un groupe électronégatif ou electroattracteur est blindé
déplacement chimique
δi = (νi - νref)/ν0 * 10⁶ = (σref - σi)*10⁶
+ la densité electronique autour du proton est faible
+ le proton est déblindé , plus δ est grand
noyaux chimiquement équivalents
- même environnement chimique
- porté par le même atome tétraédrique
- porté par des atomes de carbone différents mais présentant un élément de symétrie simple
noyaux isochrones
- même fréquence de résonance
- même déplacement chimique δ
- chimiquement équivalent
protons magnétiquement équivalents
- porté par le même atome de carbone
- même déplacement chimique
- mêmes interactions avec les protons du C adjacent
regle Jax cst de couplages
à revoir
règles des (n+1) uplets
Si un proton est couple avec un groupe de p protons équivalents, son signal RMN apparaît sous la forme d’un (p+1) uplet
proximité d’un groupe électroattracteur
déplace le signal vers δ élevé (déblindage)
hauteur d’une marche sur la courbe d’integration
proportionnel au nombre de H responsables du signal
