10 • Spectrométrie du moyen et du proche infrarouge
181
10.6 BANDES CARACTÉRISTIQUES DES COMPOSÉS ORGANIQUES
L’extension des notions ci-dessus à toutes sortes de composés a été mise à profit pour utiliser
le moyen infrarouge comme méthode d’analyse structurale.
Empiriquement, on a remarqué qu’il y avait une corrélation entre les positions des
maxima d’absorption de certaines bandes et la présence de fonctions organiques ou de
particularités de squelette dans les espèces examinées (voir tableau page 201). Cette propriété provient du fait que chaque fonction organique correspondant à un ensemble type
de quelques atomes, on retrouve des caractéristiques spectrales communes à toutes les
molécule dans laquelle cette fonction est présente.
Pour une liaison donnée, la constante de force k (expression 10.3) varie peu d’une molécule à une autre. De plus, le calcul montre que la masse réduite tend vers une valeur limite,
propre à la fonction, dès que les masses moléculaires deviennent grandes (voir formule
10.4).
Les mouvements moléculaires les plus connus sont les vibrations d’élongation (symétrique et asymétrique) et les vibrations de déformation angulaires (fig. 10.6). En revanche,
dans la partie du spectre en dessous de 1 500 cm −1 , les bandes d’absorption sont nombreuses et diffèrent avec chaque composé. Ce sont les vibrations de déformation des liaisons
et de squelette qu’il est rare de pouvoir toutes interpréter.
vibration d'élongation (sym.) vibration d'élongation (asym.) rotation plane (rocking)
cisaillement (scissoring)
balancement (wagging oop)
torsion (twisting oop)
C
H
γ CH
δ CH
δ CH
γ CH
Figure 10.6 Vibrations moléculaires du CH 2 .
Vibrations caractéristiques d’élongation et de déformation, dans le plan et hors du plan
(oop, « out of plane »). Dans l’infrarouge, la position et l’intensité des bandes sont
modifiées par les associations entre molécules, la polarité des solvants, etc.
Pour des raisons instrumentales, la bande spectrale qui s’étend de 1 à 2,5 mm (bien qu’il
n’y ait pas de limites formelles) est longtemps restée ignorée. Ce sont les progrès conjugués des détecteurs et des fibres optiques transparentes dans le proche infrarouge alliés au
développement des méthodes chemiométriques qui ont permis son développement.
Les spectres se présentent souvent comme des courbes sans pics nets. Néanmoins chaque
enregistrement est représentatif de l’échantillon, donc utilisable comme une empreinte. Pour
les composés organiques, les bandes d’absorption du proche infrarouge ont pour origines
soit les bandes harmoniques soit les bandes de combinaison des vibrations fondamentales
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
181
10.6 BANDES CARACTÉRISTIQUES DES COMPOSÉS ORGANIQUES
L’extension des notions ci-dessus à toutes sortes de composés a été mise à profit pour utiliser
le moyen infrarouge comme méthode d’analyse structurale.
Empiriquement, on a remarqué qu’il y avait une corrélation entre les positions des
maxima d’absorption de certaines bandes et la présence de fonctions organiques ou de
particularités de squelette dans les espèces examinées (voir tableau page 201). Cette propriété provient du fait que chaque fonction organique correspondant à un ensemble type
de quelques atomes, on retrouve des caractéristiques spectrales communes à toutes les
molécule dans laquelle cette fonction est présente.
Pour une liaison donnée, la constante de force k (expression 10.3) varie peu d’une molécule à une autre. De plus, le calcul montre que la masse réduite tend vers une valeur limite,
propre à la fonction, dès que les masses moléculaires deviennent grandes (voir formule
10.4).
Les mouvements moléculaires les plus connus sont les vibrations d’élongation (symétrique et asymétrique) et les vibrations de déformation angulaires (fig. 10.6). En revanche,
dans la partie du spectre en dessous de 1 500 cm −1 , les bandes d’absorption sont nombreuses et diffèrent avec chaque composé. Ce sont les vibrations de déformation des liaisons
et de squelette qu’il est rare de pouvoir toutes interpréter.
vibration d'élongation (sym.) vibration d'élongation (asym.) rotation plane (rocking)
cisaillement (scissoring)
balancement (wagging oop)
torsion (twisting oop)
C
H
γ CH
δ CH
δ CH
γ CH
Figure 10.6 Vibrations moléculaires du CH 2 .
Vibrations caractéristiques d’élongation et de déformation, dans le plan et hors du plan
(oop, « out of plane »). Dans l’infrarouge, la position et l’intensité des bandes sont
modifiées par les associations entre molécules, la polarité des solvants, etc.
Pour des raisons instrumentales, la bande spectrale qui s’étend de 1 à 2,5 mm (bien qu’il
n’y ait pas de limites formelles) est longtemps restée ignorée. Ce sont les progrès conjugués des détecteurs et des fibres optiques transparentes dans le proche infrarouge alliés au
développement des méthodes chemiométriques qui ont permis son développement.
Les spectres se présentent souvent comme des courbes sans pics nets. Néanmoins chaque
enregistrement est représentatif de l’échantillon, donc utilisable comme une empreinte. Pour
les composés organiques, les bandes d’absorption du proche infrarouge ont pour origines
soit les bandes harmoniques soit les bandes de combinaison des vibrations fondamentales
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit