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Spectroscopie infrarouge

La spectroscopie infrarouge ( IR ) est l’étude de la diffusion, de la réflexion, et de l’absorption ou de la transmission du rayonnement IR dans la gamme spectrale de 800 nm à 1 000 000 nm (0,8 à 1 000 μm). Dans la littérature plus ancienne (avant 1970), le rayonnement IR était mesuré en termes de longueurs d’onde en  microns (μm). De nos jours, l’unité nombre d’onde (ν) est utilisée presque exclusivement. La relation entre le nombre d’onde en m−1 et la longueur d’onde (λ) en μm est donnée par:

Le spectre IR peut être divisé en trois sous-régions, de 12 500 à 4 000 cm-1 (de 0,8 à 2,5 μm, près de IR ), de 4 000 à 400 cm−1 (de 2,5 à 25 μm et de 400 à 10 cm−1).  (25 à 1000 μm, IR lointain). Seule la région du centre de l’ IR (souvent appelée simplement infrarouge) est considérée ici parce que c’est la région largement utilisée dans l’analyse des médicaments et des pesticides. Cependant, certains instruments numérisent de 5000 à environ 200 cm−1; l’extension à l’ IR lointain est utile pour les composés halogénInterprétation des spectresés et pour les substances inorganiques.

L’énergie associée au rayonnement électromagnétique est donnée par l’équation de Planck:

où E est l’énergie, h est la constante de Planck, C est la vitesse de la lumière et λ est la longueur d’onde de la lumière.

Le rayonnement IR peut exciter les vibrations moléculaires (et les rotations moléculaires associées). A température ambiante, une molécule est généralement dans son état électronique fondamental où elle se trouve dans son état vibrationnel au sol. A condition que le rayonnement IR entrant ait l’énergie appropriée (longueur d’onde, nombre d’onde), une absorption résonnante se produit pour exciter la molécule à un état vibrationnel supérieur particulier. Les transitions vibrationnelles donnent lieu à un spectre d’absorption caractéristique du composé. Plusieurs facteurs caractérisent ce spectre d’absorption: le nombre de caractéristiques d’absorption et leurs nombres d’ondes associés, la force (l’intensité) des caractéristiques d’absorption et la netteté de ces caractéristiques.

Sommaire

Energie et nombre d’onde d’absorption infra-rouge par vibration moléculaire

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