TD2 Spectroscopie-Séance Du 8 Avr [PDF]

Zitiervorschau

Université des sciences et de la technologie d’Oran Mohamed Boudiaf Faculté de Physique. Département de Physique énergétique L3 Rayonnement, Fiche N°2 TD Spectroscopie 2020 Pr Belasri

I-spectroscopie UV-IR 1-Le rayonnement électromagnétique Un rayonnement électromagnétique est caractérisé par sa fréquence ν en hertz (Hz). Dans un milieu donné, on le caractérise aussi par sa longueur d’onde λ en m ou son nombre d’onde σ. Avec σ =

= (c célérité de la lumière dans le vide)

L’énergie du photon transporté par le rayonnement est donnée par la relation E= hν =

= hc.σ (h constante de Planck h= 6,62.10-34J.s)

2-Niveaux d’énergie d’une molécule • Une énergie propre E que l’on décompose selon les termes suivants :  pour le mouvement des atomes : -une énergie de rotation, notée E r . Elle est associée aux mouvements de rotation autour d’un axe passant par le centre d’inertie. -une énergie de vibration E v . Elle est associée aux mouvements des atomes autour de leur position d’équilibre.  Pour les électrons : -Une énergie électronique Ee. ces trois énergies sont quantifiées. On les considère indépendantes et de quantification séparée, ce qui permet d’exprimer l’énergie propre par leur somme : E= E r + E v + E e Il existe donc différents niveaux d’énergie de rotation, de vibration et électronique. Les écarts énergétiques entre deux niveaux électroniques consécutifs notés (ΔEe), entre deux niveaux vibrationnels (ΔEv) et entre deux niveaux rotationnels (ΔEr) ne sont pas du même ordre de grandeur. On a: ΔEe>>ΔEv>>ΔEr

Energie Niveaux rotationnels

V= 1

Niveau électronique excité

Ainsi on propose la disposition relative des niveaux d’énergie suivante

V=2

V= 1

V= 0

Niveau électronique fondamental

V= 0

Ee2

Ee1 Disposition relative des niveaux d’énergie. Chaque niveau d’énergie électronique Ee correspond à plusieurs niveaux vibrationnels Ev lesquels correspondent chacun à plusieurs niveaux rotationnels Er.

Exercice 1 1) Quelles sont les niveaux d’énergie d’une molécule ? 2) Donner les définitions d’énergie vibrationnelle et rotationnelle ? 3) Comparer les différences d’énergie ; électronique, vibrationnel et rotationnel ? 4) Dresser un diagramme de ces niveaux d’énergie de la molécule ?

Solution Ex 1 : 1)

2)

3)

4-