SPECTROMÉTRIE UV / VISIBLE 1- Introduction- - IUT Annecy

Mesures Physiques Annecy – MPh2 SE3 ME3 – 2011 – Philippe GalezTechniques spectroscopiques d’analyse / Spectrophotométrie UV/visible______________________________________________________________________________________________L'énergie de vibration correspond au déplacement des noyaux d'une molécule les uns parrapport aux autres (vibration autour de la distance d’équilibre). Elle est quantifiée ; sachantqu'une liaison dont la fréquence de vibration est ν ne peut absorber une radiation qu'à lacondition que celle-ci ait cette fréquence, l'énergie de la liaison en question ne s'accroîtraque de hν, énergie d’un photon. La théorie quantique précise les conditions de transition(règles de sélection). L'expression simplifiée donnant les valeurs possibles de E vib s'écrit :E vib= hν⋅ V( + 1/ 2)avec V = 0, 1, 2 ... nombre quantique de vibration. V, en absorption, ne peut varier que d'uneunité ce qui donne ∆E vib = hν. A température ordinaire, les molécules sont dans l'étatfondamental V = 0 soit E vib = 1/2 hν. C'est la vibration de point zéro. Les différents niveauxde vibration sont équidistants.L'énergie de rotation est attribuée aux mouvements de rotation de la molécule autour dedirections internucléaires privilégiées. Elle est également quantifiée et a pour expressionsimplifiée :2 1E rJ ⋅( J + 1)⋅h2I= (molécule diatomique)où J est le nombre quantique de rotation qui peut prendre toutes les valeurs entières 0, 1,2... et I le moment d'inertie de la molécule par rapport à l'axe considéré. La distance entreniveaux voisins croit avec J. Le nombre quantique de vibration ne peut varier que d’une unitéau cours d’une transition :∆J = ±1Le rapport entre E élec , E vib et E rot s'établit comme suit : 1000:50:1. Tout se passe comme sichaque niveau électronique comportait des niveaux de vibration qui, eux-mêmes,comportaient des niveaux de rotation. Pour construire le diagramme énergétique d’unemolécule (Fig. 2), on commence par tracer les niveaux électroniques. A chaque niveauélectronique, on ajoute les énergies de vibration possibles ; à chaque niveau de vibration, onajoute les énergies de rotation possibles.Figure 2. Diagramme énergétique pourune molécule diatomique avec deuxniveaux électroniques (le fondamental etle premier niveau excité), les niveaux devibration (traits horizontaux longs) et lesniveaux de rotation (traits horizontauxcourts). Source : Hyperphysics.2