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Chap iii CHAPITRE III SPECTROSCOPIE DE VIBRATION DANS L ? INFRAROUGE I - INTRODUCTION La spectroscopie vibrationnelle étudie les vibrations moléculaires qui ont des transitions dans la gamme - cm- environ infrarouge Dans l ? infrarouge l ? énergie des pho

CHAPITRE III SPECTROSCOPIE DE VIBRATION DANS L ? INFRAROUGE I - INTRODUCTION La spectroscopie vibrationnelle étudie les vibrations moléculaires qui ont des transitions dans la gamme - cm- environ infrarouge Dans l ? infrarouge l ? énergie des photons modi ?e à la fois Erot et Evib La molécule devient un rotateur-oscillant On est en présence d ? un spectre de rotation-vibration de la molécule II - ROTATION-VIBRATION DES MOLECULES DIATOMIQUES II - La vibration Rappel II - Energie de vibration Soit une molécule diatomique AB et soit r sa distance internucléaire L'énergie potentielle du système est représentée par la courbe de Morse E r k - e ? r-r dont le minimum correspond à la distance internucléaire d'équilibre r ?? Courbe de Morse de l ? oscillateur --- Courbe de l ? énergie potentielle de liaison en fonction de r pour l ? oscillateur harmonique On montre qu ? au voisinage de la position d'équilibre l'énergie potentielle peut s'exprimer sous la forme E k r ?? r On constate qu ? elle correspond à l'énergie d'un oscillateur harmonique modèle utilisé pour étudier les vibrations de A-B Iniversité Mohammed V-Agdal Faculté des Sciences SMC COURS DE SPECTROSCOPIE S ZAYDOUN C Cela revient à assimiler la courbe de l ? énergie potentielle à la parabole de l ? oscillateur harmonique pour des vibrations de faibles amplitudes Ainsi une molécule diatomique peut être modélisée comme un oscillateur harmonique de masse réduite et de constante de force k La résolution mathématique de l ? équation de Schr? dinger d ? un tel système conduit à des énergies valeurs propres de la forme Ev h v v nombre quantique de vibration v ? et fréquence de vibration déterminée dans le modèle classique k ? mAmB mA mB k ?c La fréquence de vibration du système A-B dépend de la masse réduite et de la force de la liaison comme le montrent les résultats expérimentaux suivants Liaison O -H N-H C-H C ??C C C C-C Nombre d ? onde cm- II - Règles de sélection Les transitions permises s ? accompagnent de variation de moment dipolaire au cours du mouvement de vibration Règles de sélection ? v le signe correspond à une absorption le signe - à une émission II - Rotation-vibration - Structure ?ne On peut admettre en première approximation que les deux mouvements de rotation et de vibration sont indépendants l ? un de l ? autre rotateur rigide et oscillateur harmonique Dans ces conditions chaque mouvement garde ses caractéristiques niveaux d ? énergie nombres quantiques règles de sélection L ? échantillon est en phase gazeuse a ?n de permettre aux di ?érentes molécules de tourner librement La région impliquée est la zone de l ? IR- lointain II - Energie E Erotation Evibration Les niveaux d ? énergie sont reliés aux nombres quantiques v et J associés respectivement à la vibration et à la rotation Iniversité Mohammed V-Agdal Faculté des Sciences SMC COURS DE SPECTROSCOPIE S ZAYDOUN C E h ?