Zalfa NOUR Modélisation de l'adsorption des molécules à fort ...

CHAPITRE 3. NOTIONS FONDAMENTALES SUR LA SPECTROSCOPIEINFRAROUGE ET LE PHENOMENE D’ADSORPTION~ 1 cÉquation 3Notons que dans la plupart des ouvrages de spectroscopie IR, ~ est symbolisée toutsimplement par , et connue sous le terme de fréquence de vibration. Nous avons adopté cettedénomination au cours des chapitres suivants.I.2. La spectroscopie InfrarougePlusieurs aspects du spectre IR des molécules polyatomiques peuvent être expliquéspar un traitement classique. Selon la théorie électromagnétique classique, une variationpériodique du moment dipolaire de la molécule induit l’absorption ou l’émission d’uneradiation de fréquence égale à la fréquence d’oscillation du moment dipolaire. Dans la mesureoù on ne considère que les propriétés vibrationnelles, une molécule polyatomique peut secomporter comme un système d’oscillateurs couplés. Elle possède donc un nombre fini defréquences propres de vibrations, qui sont les seuls mouvements périodiques simples que lesystème peut effectuer (vibrations normales). Dans l’approximation harmonique, toutmouvement complexe de la molécule est donc une combinaison de certaines de ces vibrationsnormales avec des amplitudes et phases appropriées. Lors d’une vibration normale de lamolécule, les atomes sont déplacés d’une façon périodique de leurs positions d’équilibre. Parconséquent, les charges au sein de la molécule sont déplacées avec la même périoded’oscillation. Ce déplacement périodique de charges peut, ou pas, causer une variationpériodique du moment dipolaire de la molécule, en fonction de la forme actuelle de lavibration. Dans le cas positif, la molécule absorbe, ou émet, toutes les radiations dont lesfréquences sont égales à celles des vibrations normales provoquant la variation du momentdipolaire. On appelle les vibrations associées à une variation du moment dipolaire comme‘vibrations actives en Infra rouge’ (Infrared active) parce qu’elles aboutissent à uneabsorption IR, alors que celles qui n’induisent pas de variation du moment dipolaire sontappelées ‘vibrations inactives en Infra rouge’ (Infrared inactive) puisqu’elles sont incapablesde produire le phénomène d’absorption, ou d’émission, d’une radiation IR.Une importante remarque à associer avec l’approximation harmonique, comme on le verraplus tard, est que les mouvements de vibration d’une molécule contiennent uniquement lesfréquences des modes fondamentaux de vibrations. Le fait qu’en générale, le spectre IRcontient en plus de la bande correspondante à la vibration fondamentale, un certains nombre83