Spectroscopie INFRAROUGE Flashcards
La spectroscopie infrarouge étudie les _______________ des molécules ( interaction _____ - _____________ de fréquence convenable).
mouvements vibrationnels et rotationnels;
matière - rayonnement électromagnétique.
La plage de longueur d’onde (λ) pour le Proche IR: ___ et ____.
780 – 2500 nm (12800 - 4000 cm⁻¹)
La plage de longueur d’onde (λ) pour le Moyen IR: ___ et ____.
2500 – 25000 nm (4000 - 200 cm⁻¹)
La plage de longueur d’onde (λ) pour le lointain IR: ___ et ____.
25000- 50000 nm (200 -10 cm⁻¹)
IR le plus utilisé: _______________.
2500 – 15000 nm
Les transitions énergétiques se font en IR entre les niveaux d’énergie de __________des molécules ou entre leurs niveaux d’énergie de ____________.
rotation;
vibration.
Les transitions rotationnelle se produisent surtout dans le domaine IR _____________.
I.R. lointain (de 25 à 50 μm ou de 500 à 40 cm-1)
Les transitions vibrationelles se produisent surtout dans le domaine IR _____________.
1 à 20 μm (ou de 14 000 à 500 cm-1)
Principe de la spectrophotométrie infrarouge: ___________________, _________________, ______________________.
1- L’échantillon est soumis à une radiation (4000 cm-1 et 625cm-1);
2- Lorsque la fréquence de cette radiation incidente est égale à la fréquence de résonance de l’oscillateur harmonique (molécule ou atome), il y a absorption de l’énergie lumineuse et amplification des vibrations;
3- L’ état excité ne dure qu’une fraction de seconde. Le retour à l’état fondamental libère l’énergie absorbée sous forme de chaleur.
L’énergie totale d’une molécule E = __________________________.
E = E el + E v + Er
E el: Energie électronique;
E v: Energie vibrationnelle;
Er: Energie rotationnelle.
Les transitions électroniques sont exploitée en ____________ et ____________ dans les domaines ______ et _______ respectivement.
Spectroscopie UV (200-400 nm);
Spectroscopie Visible (400 - 750 nm).
Les transitions vibrationnelles et rotationnelles sont exploitée en ____________ et ____________ dans les domaines ______ et _______ respectivement.
Infrarouge Proche (13000 - 4000 Cm-1);
Infrarouge Moyen (4000 - 200 Cm-1).
L’absorption du rayonnement fourni par l’équipement n’aura lieu sauf si le _________________ étant exactement égale à la ___________ entre les deux états .
quantum de lumière hν;
différence d’énergie (E2-E1).
Puisque ______ , la lumière excitatrice provoquera pour chaque transition vibrationnelle, une multitude de_______________, qui vont donner au pic
de transition vibrationnelle l’allure d’une bande d’absorption caractéristique
de la __________ ou d’un ________________.
E v > E r;
transitions rotationnelles;
molécule;
groupement de la molécule.
En spectroscopie, les vibrations des molécules se divisent en deux grandes catégories : _____________ et _________________.
Vibrations de valence;
Vibrations de déformation.
Les vibrations de valence sont dues au _____________________.
battement de deux atomes l’un par rapport à l’autre
La vibration de valence n’est pure que pour une ________________.
vibration diatomique
Les vibration de déformation sont dues à la ____________ entre deux liaisons de valence ____ ou ____ du plan principal de la molécule.
variation angulaire;
dans ou hors.
Les vibrations de valence sont un simple _______________ qui engendre une _____________.
étirement (stretching);
élongation ou contraction d’une liaison.
La fréquence de l’onde électromagnétique qui induit la vibration d’élongation est donnée par la relation : ______________________.
ν = 1/2π * √k/μ
k: constante de force de la liaison proportionnelle à l’énergie de liaison;
µ: la masse réduite des deux atomes reliés par cette liaison
Pour une molécule diatomique composée de deux atomes avec des masses respectives m1 et m2, la masse réduite µ est donnée par la formule: ___________.
µ = m1.m2/m1+m2
La grandeur pratique en spectroscopie vibrationnelle est le _____________donnée par la relation suivante: ________________.
nombre d’onde;
σ = 1/2πc * √k/μ
c: vitesse de la lumière dans le vide
Le nombre d’onde dépend de ___________ et ______________.
masse réduite et constante de force de liaison
Les liaisons multiples, plus __________ que les simples, auront une constante de force plus ________, donc une fréquence de vibration (donc nombre d’onde) plus ________ que celles des liaisons simples entre atomes identiques.
énergétiques;
élevée;
élevée.
C-C absorbe vers _____ cm -1 , C=C vers _____ cm -1 , CΞC vers ______ cm -1.
1100;
1600;
2100.
Les liaisons X–H, où X est un atome quelconque (C, N, O, …), auront une fréquence d’élongation plus ________ que celle d’une liaison C–X, car la _____________.
élevée;
masse réduite μ est plus petite.
Soit une molécule diatomique
Plus la masse d’un des deux atomes augmente plus le nombre d’onde _________.
diminue
Soit une molécule diatomique
K est proportionnel au ______________.
nombre de liaison
Pour les molécules avec trois atomes, les modes de vibration de valence peuvent être ________ ou __________.
symétriques;
asymétriques.
L’affaiblissement des liaisons hétéroatomes-hydrogène, comme les liaisons hydrogène, provoque un déplacement des pics de fréquence vers des nombres d’onde plus ________ dans le spectre IR.
faibles
La ____________ des électrons, souvent due à la ________ ou aux _________, peut influencer les vibrations et les propriétés de la liaison, entraînant des modifications dans les fréquences de vibration observées.
délocalisation;
conjugaison;
effets de résonance.
Vibration de déformation dans le plan (δ): ____________ et _____________.
Rotation plane ≈ 720 cm-1;
Cisaillement ≈ 1450 cm-1.
Vibration de déformation hors plan (γ): ____________ et _____________.
Torsion (1250 cm-1);
Balancement (1250 cm-1).
Il y a possibilité de déformations symétriques et asymétriques. (V/F)
V
L’oscillateur harmonique est un modèle simplifié des interactions vibrationnelles dans les molécules, où les atomes sont représentés comme des ________ reliées par des ________.
masses;
ressorts.
Les vibrations peuvent entraîner une modification du _____________ de la molécule, influençant ainsi son interaction avec les champs électriques externes.
moment dipolaire
la variation du champ dipolaire d’une molécule est en phase avec le champ électrique oscillant d’une __________, il y a absorption de l’énergie lumineuse.
radiation incidente
Selon la règle de Hookes, l’énergie vibratoire est proportionnelle à la ___________ et à la __________ des atomes impliqués.
force de la liaison;
masse réduite.
En assimilant le mouvement de vibration à celui d’un ressort parfaitement élastique
La force f de rappel est directement proportionnelle à l’écart entre l’___________ et sa valeur à l’____________.
Formule: f= ___________________.
élongation r;
équilibre re;
f = µ d²r/dt² = -k (r - re)
µ: masse réduite
k: constante de rigidité de liaison
En assimilant le mouvement de vibration à celui d’un ressort parfaitement élastique
L’amplitude x0 = __________________.
x0 = rmax - re = rmin - re
En assimilant le mouvement de vibration à celui d’un ressort parfaitement élastique
Energie de vibration = ____________________________.
Ev = 2π ² ν² x0²
Ev = _________________=____________________.
V est le ________________ qui ne peut prendre que des _____________.
Ev = (V+1/2) h ν = (V+1/2) h/2π * √k/μ
V est le nombre quantique de vibration qui ne peut prendre que des valeurs entières
Pour qu’il y ait absorption d’énergie il faut que ΔV = __, pour que les niveaux énergétiques soient __________________.
1;
équidistants.
Même lorsque V= 0 la molécule possède une énergie vibrationnelle non nulle. (V/F)
V
