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Présentation du Cours Techniques spectroscopique d’analyse
Introduction
La spectroscopie est l’étude du rayonnement électromagnétique émis, absorbé ou diffusé par les atomes ou les molécules. Elle fournit des informations sur l’identité, la structure et les niveaux énergétiques des atomes et des molécules grâce à l’analyse de l’interaction des rayonnements électromagnétiques avec la matière.
Domaines d’application de la spectroscopie
La spectroscopie permet d’expliquer un grand nombre de phénomènes qui nous entourent en permanence : la couleur de nos habits, la couleur du ciel….
Dans les laboratoires, elle permet :
- l’identification des molécules
- la détermination des structures
- l’étude des cinétiques de réaction
- la détermination des mécanismes réactionnels
- les dosages
- les analyses médicales (IRM, scintigraphie, mammographie…)
Elle connaît aussi des applications importantes en astrochimie.
Rayonnement
Un rayonnement électromagnétique (ou radiation électromagnétique) est une onde constituée par deux champs oscillants : un champ électrique E et un champ magnétique H à la fois perpendiculaires entre eux et perpendiculaires à la direction de propagation.
On caractérise un rayonnement électromagnétique par sa fréquence, sa longueur d’onde ou son nombre d’onde.
L’énergie du rayonnement est reliée aux grandeurs précédentes par la relation fondamentale de Planck : E = hν ; h est la constante de Planck. Elle est égale à 6,624.10-34 J.s.
Nature corpusculaire : La nature ondulatoire de la lumière ne permet pas à elle seule d’interpréter les phénomènes d’interaction entre lumière et matière.
Planck puis Einstein proposent la théorie des quanta:
La lumière est composée de grains d’énergie : les photons.
Le photon est une particule qui se propage à la vitesse de la lumière et possède un quantum d’énergie : E = h ν ; h est la constante de Planck.
Plan du Cours
CHAPITRE 1 : SPECTROSCOPIE DE L’ULTRAVIOLET ET DU VISIBLE
- Interaction de la lumière avec les molécules
- Spectres électroniques ; Origine des absorptions en relation avec les O.M.
- Etude des différents chromophores
- Loi de BEER – LAMBERT ; Validité de la loi de BEER – LAMBERT
- Spectrophotomètre UV – Visible et Applications
CHAPITRE 2 : SPECTROSCOPIE INFRA – ROUGE
- Domaine de longueur d’onde
- Origine de l’absorption dans le moyen infra – rouge
- Théorie classique des transitions vibrationnelles
- Théorie quantique des vibrations dans l’I. R. ; Spectre de raie et spectre de bande
- Absorptions caractéristiques des composés organiques
- Instrumentation en spectroscopie infra rouge
CHAPITRE 3 : RESONANCE MAGNETIQUE NUCLEAIRE DU PROTON
- Moment cinétique et moment magnétique. Etude du spin 1/2
- Appareil de résonance magnétique nucléaire
- Théorie de la RMN du 1H
- Champ magnétique haute fréquence, Champ radio fréquence. Signal RMN (FID)
- Influence de l’environnement d’un spin sur les conditions de résonance.
Déplacement Chimique d. - Interaction spin-spin et couplage scalaire J
- Interprétation des spectres RMN 1H
- Présentation d’un autre spin ½ : le 13C. Spectres caractéristiques du 13C
CHAPITRE 4 : SPECTROMETRIE DE MASSE
- Principe et théorie de la spectrométrie de masse
- Différentes méthodes d’ionisation (IE, IC…)
- Spectromètres de masse (magnétique, quadripôle, simple et double focalisation)
- Mécanismes de fragmentation
- Interprétation de spectres et applications
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