Présentation spectroscopie infrarouge (IR)

1. Réalisé par :
EL Idrissi Mohamed
OUACHA Mohamed
EL HADFI Soufiane
17/11/2020

2. Introduction
Principe de la spectroscopie IR
L’exploitation d’un spectre IR
Analyse d’un spectre IR
Conclusion

3. I - INTRODUCTION
 Les mouvements des atomes d’une molécule
peuvent être classés en trois catégories:
- les translations
- les rotations
- les vibrations
 Spectroscopie vibrationnelle :
Etude des vibrations moléculaires
Transitions dans la gamme 10-13000 cm-1 ≈
Introduction

4. Les deux spectroscopies infrarouge (IR) et
Raman étudient les vibrations des molécules
lorsqu’elles sont irradiées par une onde
électromagnétique de fréquence adéquate.
Introduction

5. Le domaine de l’infrarouge se subdivise en 3 régions :
 Proche-IR 0,8-2,5  13300-4000 cm-1
 IR moyen 2,5-25  4000-400 cm-1
 IR-lointain 25-1000  400-10 cm-1
Introduction

6.  Sans l’infrarouge, l’énergie des photons
modifie à la fois Erot et Evib
 Molécule est équivalente à un rotateur-
oscillant
 spectres de rotation-vibration
Introduction

7. Une onde électromagnétique de fréquence υo peut être absorbée par
une molécule qui va passer d’un niveau énergétique à un autre.
L’absorption n’est possible que si l’énergie de l’onde correspond à la
différence d’énergie entre les deux niveaux énergétiques:
𝑬′ − 𝑬 = 𝒉𝝑𝟎 =
𝒉𝒄
λ
Principe de la spectroscopie IR

8. Les transitions électroniques ont lieu
dans le domaine de l’UV-visible.
Les transitions vibrationnelles ont lieu
dans le domaine du proche infrarouge
Rayonnement UV-visible  transition électronique
Rayonnement IR  vibration des liaisons
Principe de la spectroscopie IR

9. Deux types de vibration:
 vibration d’élongation correspondant
à l’étirement d’une liaison A - B.
 vibration de déformation (ou flexion)
correspondant à la variation d’un angle de
valence.
Principe de la spectroscopie IR

10. Exemple des modes de
vibration d’un groupement
CH2
Principe de la spectroscopie IR

11. Allure d'un spectre infrarouge
Transmittance de 100% :
Toute l'intensité lumineuse
incidente est transmise.
Rien n'est absorbé.
Transmittance de 0% :
Toute l'intensité lumineuse
incidente est absorbée par
l'échantillon. Rien n'est transmis.
Analyse d’un spectre IR

12. Allure d'un spectre infrarouge
Bande d'absorption =
domaine de longueurs d'onde
dans lequel l'échantillon
absorbe, donc son spectre
présente des valeurs de
transmittance faibles : on
observe des « creux ».
Analyse d’un spectre IR

13. Allure d'un spectre infrarouge
σ = 1 / λ, soit λ = 20 μm = 2.104 nm
σ = 1 / λ, soit λ = 2,5 μm = 2,5.103 nm
Conclusion : l'axe des
nombres d'ondes orienté de
droite à gauche correspond
à un axe des longueurs
d'onde orienté de gauche à
droite.
Analyse d’un spectre IR

14. Entre 1300 et 600cm-1,
bandes de vibration de
déformation: zone difficile à
analyser, appelée zone des
empreintes digitales.
Entre 4000 et 1300cm-1,
bandes de vibration d’élongation:
caractéristiques des fonctions.
Analyse d’un spectre IR

15. Analyse d’un spectre IR

16. L’exploitation d’un spectre se fait par :
 Repérage des bandes caractéristiques des groupes fonctionnels,
grâce aux tables existantes.
Les bandes seront analysées selon leurs :
- Position (cm-1),
- Intensité (faible, moyenne, forte)
- Forme (large ou étroite).
 Comparaison du spectre étudié et, en particulier, de la région
« empreinte digitale » à un spectre de référence.
L’exploitation d’un spectre IR

17. A Pentane
B Pent-1-ène
C Pentan-1-ol
D Pentanal
E
Pentan-3-
one
F
Acide
pentanoïque
G
Pentan-1-
amine
H
Propanoate
d’éthyle
I pentanamide
L’exploitation d’un spectre IR
Bandes d’absorption
F : Forte ; M : moyenne ; f : faible

18. O-H (σ ≈ 3 350 cm–1)
C=C (σ ≈ 1 640 cm–1)
C-H (σ ≈ 3 100 cm–1) C-O (σ ≈ 1 100 cm–1 )
la molécule M, soit le pent-4-èn-2-ol.
L’exploitation d’un spectre IR

19. Conclusion
Les spectroscopies IR et RMN sont très utilisées dans les
laboratoires comme outils d’analyse d’un milieu réactionnel
obtenu à l’issue d’une synthèse en chimie organique.