Spectroscopie Ir Cours Pdf

[Jomega Gibson]

Quelest le principe de la spectroscopie ? ","acceptedAnswer":"@type":"Answer","text":"Le principe de la spectroscopie est bas sur l'absorption de la lumire par la majorit des molcules du spectre lectromagntique et la conversion de cette absorption en vibration molculaire."},"@type":"Question","name":"Pourquoi on utilise la spectroscopie ? ","acceptedAnswer":"@type":"Answer","text":" On utilise la spectroscopie afin d'identifier une substance sur la base de la caractrisation des spectres. ","@type":"Question","name":"Quelle est la diffrence entre la spectroscopie et la spectromtrie ? ","acceptedAnswer":"@type":"Answer","text":"La diffrence entre la spectroscopie et la spectromtrie est :La spectroscopie tudie le rayonnement lectromagntique produit par un systme ou l'interaction entre le systme et la lumire, gnralement de manire non destructive. En d'autres termes, la spectromtrie peut tre considre comme une mthode d'tude des spectres.","@type":"Question","name":"Quel est le rle d'un spectrophotomtre ? ","acceptedAnswer":"@type":"Answer","text":" Le rle d'un spectrophotomtre est de dterminer diverses caractristiques de l'chantillon, comme la concentration de la solution.","@type":"Question","name":"C'est quoi la spectroscopie ?","acceptedAnswer":"@type":"Answer","text":"La spectroscopie est la science qui permet d'identifier une substance sur la base de la caractrisation des spectres."]} #ab-fullscreen-popup display: none; Contenu de l'apprentissageTrouver des contenus d'apprentissage

T'es-tu dj demand de quelle faon les scientifiques savent quelles sont les molcules avec lesquelles ils travaillent ? S'il n'y a pas de changement vident, comme un changement de couleur ou des bulles, de cette faon savent-ils qu'une raction chimique a eu lieu ? Mme si ces signes se produisent, comment les chimistes savent-ils qu'ils ont synthtis le produit qu'ils voulaient ?

C'est l que le concept de spectroscopie entre en jeu. La spectroscopie aide les scientifiques comprendre ce qu'est une substance inconnue en analysant des proprits spcifiques qui donnent des indices sur ce que pourrait tre une molcule.

Il existe de nombreux types de spectroscopie qui permettent de dtecter toutes sortes de proprits molculaires. Ce rsum de cours, cependant, explique les bases des types de spectroscopie les plus courants et les proprits d'identification qu'ils dtectent.

Pour comprendre ce qu'est le spectre lectromagntique, il faut d'abord prsenter le concept de rayonnement. Tu as probablement dj entendu le mot "rayonnement". Il peut s'agir d'une personne dcrivant son traitement contre le cancer, ou de la spectroscopie de produits chimiques en laboratoire. Il s'avre que les rayonnements sont prsents tout autour de nous, en permanence. Tous les rayonnements ne sont qu'un type d'nergie qui se dplace et se propage lorsqu'il se dplace.

Sais-tu que toute la lumire visible est un rayonnement ? Et quand tu es dans ta voiture et que tu allumes la radio ? C'est aussi un rayonnement ! Ce sont deux formes de rayonnement lectromagntique. Les diffrents types de rayonnement lectromagntique sont caractriss et organiss dans le spectre lectromagntique en fonction de leur longueur d'onde.

Le spectre lectromagntique caractrise et organise les diffrentes formes de rayonnement lectromagntique en fonction de leurs diffrentes longueurs d'onde.

Tu as probablement dj vu un graphique du spectre lectromagntique comme celui illustr ci-dessus. Au fur et mesure que l'on se dplace de la droite vers la gauche, les longueurs d'onde deviennent plus courtes et, par consquent, la frquence augmente. Il s'avre que cette rgle simple peut tre utilise pour aider les scientifiques dduire les molcules avec lesquelles ils travaillent l'aide de quelques principes.

Comme tu l'as probablement dj prsent, la spectroscopie IR concerne les substances qui absorbent les radiations dans le domaine lectromagntique IR. La spectroscopie UV-Vis s'intresse l'absorption dans le domaine des UV et du visible, et ainsi de suite. Cependant, chaque type de spectroscopie que nous allons aborder prsente des utilisations primaires diffrentes et rvle des caractristiques diffrentes sur les atomes et les molcules - les types de spectroscopie ne sont donc pas interchangeables. (Tu ne peux pas utiliser la spectroscopie IR au lieu de la spectroscopie UV-Vis et t'attendre obtenir les mmes informations ou les rsultats, etc.)

La spectroscopie photolectrique manipule le fait que les lectrons des atomes et des molcules prsentent des nergies relatives diffrentes. Nous savons que les atomes prsentent un nombre spcifique d'lectrons. Nous savons galement que les liaisons impliquent le partage ou le don d'lectrons. Par consquent, comme nous savons que l'nergie de ces lectrons sera spcifique aux atomes prsents dans l'chantillon et aux nergies de liaison qui leur sont associes, nous pouvons dterminer ces deux lments avec la spectroscopie photolectrique.

En nous concentrant sur les lments chimiques, nous pouvons utiliser la spectroscopie photolectrique pour "zoomer" sur les atomes d'un chantillon et voir les niveaux d'nergie. Pour ce faire, nous "arrachons" les lectrons de l'chantillon l'aide d'un rayonnement lectromagntique haute nergie comme les rayons X ou les rayons ultraviolets (UV). En procdant ainsi, on peut mesurer l'nergie d'ionisation de chacun de ces lectrons "arrachs" et obtenir un graphique qui ressemble ce qui suit. (L'nergie d'ionisation est galement connue sous le nom d'nergie de liaison).

La spectroscopie photolectrique dtecte l'nergie d'ionisation rsultant du retrait des lectrons un par un l'aide de rayons X ou UV. Elle rvle des informations sur les atomes individuels et leurs orbitales dans des chantillons gazeux ou solides.

Ci-dessus, on voit le spectre SPE d'un chantillon pur et idalis d'azote. Nous connaissons les niveaux d'nergie de l'azote et savons qu'ils prsentent une configuration lectronique de \( 1s^2 \space 2s^2 \space 2p \) . En analysant le PES de notre chantillon d'azote gazeux, nous pouvons voir que nous prsentons trois pics qui correspondent ces trois niveaux d'nergie discrets. Nous pouvons galement voir que la hauteur des pics est relative au nombre d'lectrons prsents dans chaque sous-couche. Par exemple, les deux premiers pics sont de hauteur gale, car \( 1s^2 \) et \( 2s^2 \) prsentent tous deux \( 2 \) lectrons. Le troisime pic, qui reprsente \( 2p \) , est moiti moins haut parce qu'il n'y a qu'un seul lectron dans sa sous-couche. Cette technique peut tre applique au spectre SPE pour dterminer quel lment est analys.

Maintenant, dplaons-nous un peu plus vers l'extrieur. Plutt que d'analyser un chantillon atome par atome, que faire si nous voulons savoir avec quelle molcule nous travaillons ? La spectroscopie infrarouge nous aide le faire en dterminant exprimentalement de quelle faon notre substance interagit avec la lumire infrarouge.

La spectroscopie infrarouge (IR) dtecte l'nergie des vibrations des liaisons pour rvler des informations sur les groupes fonctionnels et la connectivit des liaisons dans les solutions et les chantillons solides.

Nous pouvons procder de plusieurs manires diffrentes. Parfois, les chimistes examinent les spectres d'absorption pour dterminer de quelle manire unique l'chantillon absorbe le rayonnement IR. Les spectres d'mission indiquent galement l'inverse : quel motif notre chantillon produit-il lorsqu'il met un rayonnement IR ? Dans de rares cas, les spectres de rflexion IR sont utiliss pour voir de quelle faon l'chantillon reflte le rayonnement IR.

Les spectres IR sont gnralement mesurs en nombre d'onde, \( cm^-1 \) , qui est juste l'inverse de la longueur d'onde. Les pics sur ce graphique reprsentent diffrents groupes d'atomes caractristiques, autrement appels groupes fonctionnels. Ces pics paraissent sur diffrentes parties du graphique en raison des diffrentes vibrations des liaisons en raction au rayonnement IR travers la molcule.

La spectroscopie UV-Vis dtecte l'nergie provenant de l'excitation des lectrons diffrentes longueurs d'onde pour dterminer o se produit l'absorption maximale. Les molcules riches en doubles liaisons ou les cations mtalliques sont gnralement utiliss comme chantillons dans les solutions aqueuses.

Remarque la faon dont notre graphique compare l'absorbance avec la longueur d'onde. Ce spectre montre l'absorbance molculaire relative chaque longueur d'onde spcifique et produit une courbe qui rvle la longueur d'onde d'absorbance maximale. Cette information pourrait tre importante si tu voulais utiliser ces donnes exprimentales pour trouver la concentration, ce qui pourrait tre fait avec la loi de Beer.

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