Modes de vibration dans les molécules

Molécule d’eau : 3n-6 = 3 Molécule de dioxyde de carbone : 3n-5 = 4 L’élongation symétrique n’est pas active en IR (le moment dipolaire ne varie pas)

Groupe méthylène dans une chaîne

D’après cours de l’Université de Montréal Partie 1

Appareillage pour l’enregistrement d’un spectre IR 1. Source On procède au chauffage électrique à environ 1500°C d’un filament d’oxyde métallique ou de carbure de silicium. Celui-ci émet un spectre continu de radiations contenant les longueurs d’onde intéressantes pour la spectroscopie infrarouge. 2. Échantillon Il peut être à l’état gazeux, liquide (pur ou en solution) ou solide. Solide : On peut mélanger la poudre avec un mélange d’hydrocarbures visqueux (nujol) et utiliser la pâte ainsi obtenue comme un liquide. On peut également broyer le solide avec du KBr solide en utilisant des instruments non contaminants (pilon et mortier en agate) et comprimer la poudre obtenue dans une presse afin d’en faire une pastille dure qui sera placée sur le trajet du faisceau IR. Liquide : Il est placé dans une cuve d’épaisseur connue, ou entre deux fenêtres de KBr (ou un autre halogénure alcalin), ou sur un film de polyèthylène ou de téflon pour les liquides peu volatils. Gaz : Il existe des cellules à gaz, de dimensions importantes souvent pour tenir compte de l’état dispersé de la matière à l’état gazeux. Actuellement, pour les solides et les liquides, on utilise le dispositif « ATR » (attenuated total reflectance) où on dépose seulement l’échantillon sur une platine facilement accessible. http://www.thermoscientific.com/ecomm/servlet/productsdetail_11152_L10915_82245_13115648_-1 Dans tous les autres cas, les cellules, les échantillons et l’intérieur de l’appareil doivent être maintenus à l’abri de l’humidité. Les fenêtres en halogénures alcalins sont solubles dans l’eau (on les lave au chloroforme anhydre) et l’eau absorbe comme les alcools en une large bande autour de 3500 cm-1 qui masquerait le spectre dans cette zone. 3.Appareils anciens : le spectre était analysé longueur d’onde par longueur d’onde Monochromateur Contrairement à ce que l’on fait en UV-visible, le monochromateur est placé après l’échantillon. Les radiations IR sont beaucoup moins énergétiques que l’UV-visible et ne risquent pas de dégrader les substances qu’elles traversent. On se permet donc d’irradier avec toutes les longueurs d’onde émises par la source, pour les « trier » ensuite. Le monochromateur est un réseau qui en tournant, va envoyer successivement les différentes longueurs d’onde sur le détecteur. On peut utiliser successivement plusieurs réseaux pour balayer tout le spectre en utilisant chaque réseau dans ses conditions de meilleure résolution. Détecteur Les rayonnements IR tombant sur une surface sombre libèrent de la chaleur. On utilise donc, pour évaluer la quantité de rayonnement reçue, un thermocouple ou une thermistance, qui reçoivent alternativement le faisceau qui a traversé l’échantillon et un faisceau qui n’a pas traversé. Par comparaison, l’appareil affiche la transmittance I/I0 de l’échantillon à cette longueur d’onde. 4. Spectroscope à transformée de Fourier : Contrairement à la description précédente des spectroscopes à balayage, cette méthode beaucoup plus rapide consiste à envoyer toutes les longueurs d’onde en même temps sur tout le système optique, puis à analyser par informatique les intensités des différentes longueurs d’onde. C’est très rapide, donc on peut faire plusieurs fois l’opération et donner un spectre « moyen » qui élimine les parasites aléatoires. C’est ce qui se fait actuellement.