Quelles sont les bases de la spectroscopie vibrationnelle ?

Le spectre IR

Un spectre IR représente l’intensité d’une radiation IR en fonction du nombre d’onde.

Courbe du spectre IR. En ordonnée = le nombre d’onde en cm-1, les valeurs vont de 4000 à 600. En abscisse = la transmittance T ou l'absorbance A, les valeurs vont de 12,4 à 64,7. La courbe est globalement croissante jusqu'aux alentours de 2600 cm-1, puis est décroissante au delà.

En ordonnée = la transmittance T ou l'absorbance A

T = I/I₀ en % avec
    I₀ = l'intensité lumineuse mesurée sans échantillon (background)
      = la contribution de l'appareil + de l'environnement
    I = l'intensité lumineuse mesurée en présence d’un échantillon
      = la contribution de l'appareil + de l'environnement + de l'échantillon
d'où I/I₀ = la contribution de l’échantillon
A = log I₀/I sans unité

En abscisse = le nombre d’onde en cm^-1

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La plupart des molécules organiques vibrent en infra-rouge. Cependant deux conditions sont nécessaires à cela.

Une molécule absorbe la lumière IR si elle possède une vibration pendant laquelle a lieu une variation de son moment dipolaire en fonction de la distance.

Cela se traduit mathématiquement par la relation suivante :

L’énergie de la radiation incidente doit être égale à la différence d’énergie entre deux niveaux vibrationnels de la molécule.

h = 6,63. 10^-34 J.S
c = 3 10.¹⁰ cm.s^-1
ω = nombre d’onde en cm^-1

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