Guy, Laruelle, Berton : méthodes optiques
Site créé le 24 octobre 2004 Modifié le 10 janvier 2006
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La théorie quantique des spectres d’absorption ultra-violet et infra-rouge et des spectres de diffusion

Guy, J., Laruelle, P., Berton, A.

 

 

INTRODUCTION ET GÉNÉRALITÉS

 

L'étude présente est destinée à faire le point des théories actuelles concernant l'absorption (ultra-violet, visible et infra-rouge) et la diffusion de la lumière par les molécules. Elle appartient à une nouvelle série de conférences de la Faculté de Pharmacie de Paris, faisant tout naturellement suite au cycle de l'année précédente, et nous supposerons en particulier que les principales notions contenues dans l'article intitulé «Applications de la Mécanique Ondulatoire à l'étude de la structure des molécules organiques» sont suffisamment connues.

 

Traité dans le même esprit que cette dernière publication, cet exposé s'adresse encore principalement aux chimistes et aux physico-chimistes dont les préoccupations sont avant tout d'ordre expérimental. Son but essentiel est de mieux faire connaître les nombreux renseignements que l'on peut déduire de l'observation des spectres, car ceux-ci peuvent aider considérablement le chercheur, voire même le guider dans la pratique courante du laboratoire.

 

Les démonstrations mathématiques sont évitées dans la mesure du possible, mais le plan général reste toutefois identique à celui qui pourrait être suivi au cours d'une étude théorique plus complète et plus rigoureuse des mêmes phénomènes.

 

Pour un composé chimique défini, les spectres d'absorption et de diffusion sont évidemment de véritables caractéristiques au même titre que le poids moléculaire ou l'indice de réfraction. De plus, on peut déduire de leur interprétation correcte des connaissances nombreuses et variées à l'extrême, parmi lesquelles nous citerons en particulier les énergies des liaisons valentielles, les distances internucléaires, les forces de rappel apparaissant au cours d'une déformation quelconque et les polarisabilités.

 

L'application de la théorie devient naturellement de plus en plus difficile avec l'augmentation du nombre d'atomes constituant l'édifice moléculaire, d'où la division logique suivante :

nous étudierons tout d'abord d'une manière aussi précise et détaillée que possible les molécules diatomiques qui sont les plus simples si l'on fait abstraction des gaz rares monoatomiques. Les résultats obtenus seront ensuite généralisés, afin d'aborder le problème des molécules polyatomiques, grâce à l'introduction préalable de quelques concepts supplémentaires, tels ceux relatifs aux vibrations normales des molécules.

 

C'est seulement l'ensemble de ces connaissances théoriques qui permet de dégager les conclusions essentielles que l'on est en droit de déduire des mesures spectrales, pour une molécule de structure imparfaitement connue.

 

Avant de commencer l'étude préliminaire des molécules diatomiques, nous allons main-tenant rappeler brièvement les faits expérimentaux puis donner quelques renseignements complémentaires au sujet de la quantification< des molécules.

 

CONCLUSIONS<

En conclusion, les spectres d'absorption< ultra-violets ne constituent pas. en général, un moyen d'obtenir directement des indications précises sur la structure détaillée des molécules. Néanmoins, dans certains cas, ils permettent de prévoir l'existence de groupements d'atomes liés par des doubles liaisons.

 

On les utilise surtout pour déceler des modifications de structure moléculaire par des changements corrélatifs dans les bandes d'absorption.

 

En outre, ils présentent un grand intérêt en analyse, comme moyen d'identification, de dosage et de contrôle, principalement lorsque les bandes correspondantes sont intenses et bien différenciées. On atteint ainsi une très haute sensibilité.

 

Malheureusement la méthode ne s'applique qu'à un nombre relativement restreint de substances, alors que, comme nous le verrons dans un prochain article, les spectres d'absorption infrarouges se révèlent d'un emploi plus général.

 

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