Page 163 - Chimie organique - cours de Pau 2- Brigitte Jamart

Partie 1 ■ Chimie organique générale

Les applications à la détermination des structures sont fondées sur le fait que le coefficient d'ex-
tinction (ou k), indépendant de la concentration et constituant une caractéristique de chaque
composé, est fonction de la longueur d'onde du rayonnement. La représentation graphique de l'ab-
sorption d'un composé en fonction de la longueur d'onde à laquelle est faite la mesure est un tracé plus
ou moins accidenté, présentant des maximums et des minimums, qui constituent le spectre d'absorp-
tion de ce composé (les figures 6.7 et 6.8 en offrent des exemples). Ces spectres sont obtenus de façon
entièrement automatique, soit sur un écran de visualisation, soit sur papier, à l'aide d'un
« spectrophotomètre ».
Lorsque l' absorbance passe par un maximum (ou la transmittance par un minimum), on dit que le
spectre présente une bande d'absorption, que l'on caractérise par les valeurs de la longueur d'onde
(abscisse) et du coefficient d'extinction (ordonnée) correspondant à ce maximum : ,,e,e-

Les domaines de longueur d'onde dans lesquels on étudie le plus couramment les spectres
d'absorption sont :
- L'ultraviolet longueur d'onde comprise entre 200 et 400 nm
- Le visible longueur d'onde comprise entre 400 et 700 nm
-L'infrarouge moyen longueur d'onde comprise entre 2 et 15 m

9
6
lnm (nano-mètre)= 10 m; lum (micro-mètre, ou «micron »)= 10 m.
b) Origine des spectres d'absorption

La question est maintenant de savoir pourquoi l'intensité de l'absorption du rayonnement par la
matière n'est pas la même à toutes les longueurs d'onde, et pourquoi elle passe par des maximums et
des minimums qui ne sont pas les mêmes pour tous les composés.

Le phénomène de l'absorption du rayonnement par la matière ne sera envisagé ici qu'en ce qui
concerne les molécules, mais les atomes isolés ou les ions ont aussi des spectres d'absorption.

Les atomes d'une molécule ne sont pas au repos. En permanence ils sont animés de mouvements de
vibration autour de positions moyennes, et de mouvements de rotation autour des liaisons. À ces
mouvements correspondent des énergies de vibration et de rotation. D'autre part, les électrons
possèdent aussi une énergie électronique, qui dépend de la case quantique, ou orbitale (moléculaire ou
atomique), qu'ils occupent.
Ces diverses formes d'énergie présentes dans la matière sont quantifiées. Cela signifie qu'elles ne
peuvent prendre que certaines valeurs, et ne peuvent varier que par un « saut » brusque de l'une de ces
valeurs à une autre. À chacun de ces sauts, ou transitions, est donc associée une variation finie
d'énergie AE.
Par ailleurs, un rayonnement « transporte » une énergie qui est également quantifiée. Il ne peut la
céder à la matière que de façon discontinue, par multiples entiers d'une quantité finie, appelée quantum
ou photon. La valeur d'un quantum n'est pas la même pour tous les rayonnements; elle est fonction de
leur fréquence v (nombre de vibrations par seconde) :

1 quantum (photon)= h·v Joules (J)

34
h étant la « constante de Planck » (h == 6,626. 10 1.s).

142