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Ainsi l'ensemble des protons (i) chimiquement équivalents, c'est-à-dire l' On va prendre maintenant l'exemple du spectre de RMN des protons de la molécule

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OBSERVER Page 1 sur 13 Analyse spectrale

Chimie, Chapitre 5 Terminale S

ANALYSE SPECTRALE EN CHIMIE ORGANIQUE

La spectroscopie est une technique d'analyse de la matière basée sur l'étude des interactions de la matière avec

des radiations électromagnétiques.

Selon les énergies des radiations mises en jeu, la spectroscopie fournie des informations concernant

9 les électrons formant les liaisons chimiques (spectroscopie U.V.- visible)

9 les atomes impliqués dans les liaisons (spectroscopie infrarouge)

9 les noyaux atomiques (spectroscopie de résonance magnétique nucléaire)

Ces informations permettent de déterminer les types de liaisons chimiques impliquées dans les molécules, les

groupes caractéristiques présents et leur environnement chimique.

Chimie Chapitre 5 : Analyse spectrale

COMPRENDRE Page 2 sur 13 Structure et transformation de la matière (m)

Ultraviolet

(50 à 400 nm)

Visible

(400 à 750 nm)

Infrarouge

(750 à 106 nm)

50 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 106

Plage étudiée en

spectroscopie UV - visible

I SPECTROSCOPIE U.V. VISIBLE

1) Principe

9 En 1ère S, nous avons vu que les molécules organiques possédant au moins sept doubles liaisons conjuguées

sont des espèces de la matière colorée, car elle absorbe des rayonnements dans le domaine du visible (

compris entre 400 et 800nm environ).

9 La spectroscopie UV : elle permet en effet de déterminer

présente dans un échantillon.

9 absorbance A

Rq. : :

2) 6SHŃPUHV G·MNVRUSPLRQ HP ŃRXOHXU perçue

Le spectre UV - visible d'une espèce en solution est composé de bandes assez larges et peu nombreuses. Il est

caractérisé par une longueur d'onde notée max correspondant à l'absorbance maximale notée Amax

Remarque :

Les solutions qui absorbent dans l'UV sont, quant à elles, incolores.

Exemple :

La solution de permanganate de potassium absorbe la gamme de longueurs d'onde correspondant au vert. Ci-contre, le spectre de la lumière blanche après traversée d'une solution de permanganate de potassium et le spectre d'absorption de cette solution

3) Détecter les groupes caractéristiques

Chromophore C = C NH2 HC = O C = O COOH

Famille Alcène Amine Aldéhyde Cétone Acide carboxylique

Max (nm) 170 195 180 200 210

Remarque :

Certains ions solvatés (MnO4-(aq), Cu2+(aq)

Chimie Chapitre 5 : Analyse spectrale

COMPRENDRE Page 3 sur 13 Structure et transformation de la matière

4) Lien entre couleur perçue et structure chimique

Exemple :

2 = CH2 a pour Max : Max = 165 nm

Le buta-1,3-diène CH2 = CH CH = CH2 a pour Max : Max = 217 nm

II SPECTROSCOPIE INFRAROUGE (IR)

1) Principe

Les molécules subissent des mouvements de vibrations internes de deux types :

9 vibrations d'élongation (lorsque la longueur d'une

liaison covalentes se met à osciller autour de sa valeur moyenne)

9 vibrations de déformation (lorsque l'angle défini entre

deux liaisons covalentes se met à osciller autour de sa valeur moyenne)

Remarque :

9 En spectroscopie infrarouge (IR), les radiations qui traversent l'échantillon à analyser appartiennent au

domaine de l'infrarouge.

9 Les énergies mises en jeu sont plus faibles qu'en spectroscopie U.V. - visible.

9 Comment réaliser un spectre IR ?

2) Spectres infrarouge

La transmittance T (exprimée en %) d'une solution est le rapport de l'intensité de la radiation transmise à

l'intensité de la radiation incidente.

Remarque :

Un " creux » de transmittance est ainsi équivalent à un " pic » d'absorbance.

3) Détecter les groupes caractéristiques

rayonnements IR, le spectre présente un profil complexe.

Chimie Chapitre 5 : Analyse spectrale

COMPRENDRE Page 4 sur 13 Structure et transformation de la matière

Mais il possède deux zones principales :

9 Une première zone 4000 cm-1 et 1400 cm-1 environ :

9 Une deuxième zone 1400 cm-1 et 500 cm-1 environ :

cette partie, plus complexe, est propre à une substance donnée, et porte alors le nom de " empreinte

digitale » de la molécule. Elle permet d'identifier une molécule en comparant son spectre IR à ceux

enregistrés dans une banque de données.

4) Détecter des liaisons hydrogène

Rappel :

Une liaison hydrogène est une interaction électrostatique intermoléculaire, représentée en

pointillés, qui s'établit entre un atome d'hydrogène lié à un atome N, O ou F et un doublet

non liant d'un autre atome N, O ou F.

9 Une liaison hydrogène est fortement susceptible

possèdent des groupes avec un atome fortement électronégatif comme les groupes hydroxyle OH ou amine NH2.

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