Les chimistes et les physiciens ont depuis lors conçu de nouvelles méthodes d’analyse
plus ef?caces pour caractériser les molécules. Depuis l’arrivée de la spectroscopie, dans
les années 1940 et 1950, les techniques d’identi?cation de composés ont permis aux
chimistes d’alléger considérablement leur tâche. En effet, de nos jours, les différentes
techniques spectroscopiques sont très rapides et elles n’utilisent que de très faibles quantités de produits pour fournir des résultats ?ables et reproductibles. La spectroscopie est
une technique analytique basée sur l’absorption énergétique d’un composé.
L’analyse élémentaire, quant à elle, est une technique qui remonte au début du
xix
e siècle
2
. L’analyse indirecte par combustion est une méthode fréquemment employée
en chimie organique. Elle permet de déterminer la formule empirique d’un composé
d’après les pourcentages massiques de chaque élément constituant le composé. Les éléments présents dans le composé sont ainsi connus, de même que leurs proportions
relatives. Historiquement, il s’agissait d’une analyse gravimétrique, mais les instruments plus modernes emploient de nos jours des détecteurs à conductivité thermique
ou des détecteurs utilisant les techniques de spectroscopie atomique optique (p. ex. : les
détecteurs à ionisation de amme, thermoioniques et à capture d’électrons).
Le tableau 5.1, à la page suivante, présente les techniques modernes de caractérisation les plus fréquemment employées.
La réalisation d’une seule de ces caractérisations ne peut être suf?sante pour connaître l’identité d’une molécule. À titre d’exemple, l’analyse élémentaire détermine la
formule empirique d’une molécule, et donc la nature des éléments présents au sein du
composé ainsi que l’abondance relative de chacun, mais elle ne donne aucune information sur sa structure. La spectroscopie infrarouge, quant à elle, permet de déterminer les
groupements fonctionnels présents dans le composé, mais elle ne précise pas leur position dans la structure. Par conséquent, pour déterminer avec précision la structure d’un
composé, il faut toujours procéder à un maximum de caractérisations. La ?gure 5.1 b)
présente un article scienti?que récent qui illustre l’exemple d’un composé organique
ayant subi une multitude de caractérisations dans le but de con?rmer son identité.
5.2 Onde électromagnétique
L’énergie lumineuse est caractérisée par une double nature : ondulatoire et particulaire.
Une onde électromagnétique est, en fait, un rayonnement qui possède deux composantes de champ, perpendiculaires l’une à l’autre, soit la composante de champ électrique et la composante de champ magnétique. Ces composantes se propagent dans
l’espace, dans la même direction (voir la ?gure 5.2). Au début du xx
e siècle, basé sur la
théorie des quanta de Max Planck, Albert Einstein stipula qu’une radiation électromagnétique était également constituée d’un ux de particules énergétiques, les photons.
Figure 5.2
Onde électromagnétique
et sa propagation
5.2 Onde électromagnétique
227
plus ef?caces pour caractériser les molécules. Depuis l’arrivée de la spectroscopie, dans
les années 1940 et 1950, les techniques d’identi?cation de composés ont permis aux
chimistes d’alléger considérablement leur tâche. En effet, de nos jours, les différentes
techniques spectroscopiques sont très rapides et elles n’utilisent que de très faibles quantités de produits pour fournir des résultats ?ables et reproductibles. La spectroscopie est
une technique analytique basée sur l’absorption énergétique d’un composé.
L’analyse élémentaire, quant à elle, est une technique qui remonte au début du
xix
e siècle
2
. L’analyse indirecte par combustion est une méthode fréquemment employée
en chimie organique. Elle permet de déterminer la formule empirique d’un composé
d’après les pourcentages massiques de chaque élément constituant le composé. Les éléments présents dans le composé sont ainsi connus, de même que leurs proportions
relatives. Historiquement, il s’agissait d’une analyse gravimétrique, mais les instruments plus modernes emploient de nos jours des détecteurs à conductivité thermique
ou des détecteurs utilisant les techniques de spectroscopie atomique optique (p. ex. : les
détecteurs à ionisation de amme, thermoioniques et à capture d’électrons).
Le tableau 5.1, à la page suivante, présente les techniques modernes de caractérisation les plus fréquemment employées.
La réalisation d’une seule de ces caractérisations ne peut être suf?sante pour connaître l’identité d’une molécule. À titre d’exemple, l’analyse élémentaire détermine la
formule empirique d’une molécule, et donc la nature des éléments présents au sein du
composé ainsi que l’abondance relative de chacun, mais elle ne donne aucune information sur sa structure. La spectroscopie infrarouge, quant à elle, permet de déterminer les
groupements fonctionnels présents dans le composé, mais elle ne précise pas leur position dans la structure. Par conséquent, pour déterminer avec précision la structure d’un
composé, il faut toujours procéder à un maximum de caractérisations. La ?gure 5.1 b)
présente un article scienti?que récent qui illustre l’exemple d’un composé organique
ayant subi une multitude de caractérisations dans le but de con?rmer son identité.
5.2 Onde électromagnétique
L’énergie lumineuse est caractérisée par une double nature : ondulatoire et particulaire.
Une onde électromagnétique est, en fait, un rayonnement qui possède deux composantes de champ, perpendiculaires l’une à l’autre, soit la composante de champ électrique et la composante de champ magnétique. Ces composantes se propagent dans
l’espace, dans la même direction (voir la ?gure 5.2). Au début du xx
e siècle, basé sur la
théorie des quanta de Max Planck, Albert Einstein stipula qu’une radiation électromagnétique était également constituée d’un ux de particules énergétiques, les photons.
Figure 5.2
Onde électromagnétique
et sa propagation
5.2 Onde électromagnétique
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